(SANITIZED)UNCLASSIFIED EAST GERMAN RADIOACTIVE ISOTOPE INSTRUCTIONAL MATERIALS(SANITIZED)

• Document Type: CREST
• Collection: General CIA Records
• Document Number (FOIA) /ESDN (CREST): CIA-RDP81-01043R002300240007-9
• Release Decision: RIPPUB
• Original Classification: C
• Document Page Count: 111
• Document Creation Date: December 23, 2016
• Document Release Date: September 12, 2013
• Sequence Number: 7
• Publication Date: June 19, 1958
• Content Type: REPORT

Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
50X1-HUM
Next 3 Page(s) In Document Denied
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 :
CIA-RDP81-01043R002300240007-9
4
ARBEITSANLEITUNGEN
FUR DEN ISOTOPENKURS
1M INSTITUT
FOR ANGEWANDTE RADIOAKTIVITAT
LEIPZIG
STAT
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 :
CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
?
.5
0
.?4
1
??
ARBEITSANLEITUNGEN
FOR DEN ISOTOPENKURS
1M INSTITUT FOR ANGEWANDTE RADIOAKTIVITAT
LEIPZIG
von
Dozent Dr.-Ing. habil. LI ES E LOTT H E RFORTH
und
Dr. rer. not HARTWIG KOCH
unter Mitarbeit von
Dr. M. Leistner, H. K. Bothe, S. Kulpe und R. Otto
1957
VEB DEUTSCH ER VERLAG DER WISSENSCHAFTEN
BERLIN
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
?
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Ats Monuskript gedruckt
Lizenz-Nr 236 - 435/154/57
Herstellung durcn den
va Deutsther Ver iug der W-1.,:ksrazhetert. Bedin W 8 Niederwailszrode 39
Drudv va Reproppior Werk 111, Leipzig (111/18/6)
c?
a
Vorwort
Die in knapper Form abgefassten Anleitungen sollen die
Kursteilnehmer Bowie die Praktikumsassistenten bei ihrer
Arbeit unterstUtzen. Auf ousdtzliches Literaturstudium so-
wie aaf Erkldrungen des Assistenten kann nicht verzichtet
werden. Die Arbeitsordnung wird den Teilnehmern bei Kixrs-
beginn ausgehdndigt.
Wir beabsichtigen durch unsere Kurse, einen Einblick in die
radiophysikalische Mesamethodik sowie in die radiochemi-
schen Arbeitsmethoden zu vermitteln. Die von tins geforder-
ten Versuchsprotokolle und -Ausarbeitungen werden den Teil-
nehmern fir ihre spdteren Arbeiten nUtzlich sein.
Das Praktikum, wie es zur Zeit an unserem Institut durchge-
fUhrt werden kann, wird von tins laufend verbessert und
durch weitere Aufgaben argdnzt. Zundchst museten wir tins
bei der Auswahl unserer Aufgaben von den rdumlichen Gege-
benheiten sowie den z. Zt. zur VerfUgang stehenden appara-
tiven Hilfsmitteln leiten lessen.
Auch an dieser Stelle miichte ich alien Behr herzlich dan-
ken, die dazu beigetragen haben, dass das Praktikam in die-
ser Form seit September 1956 durchgefUhrt werden kann.
Den Kursteilnehmern wUnschen wir fUr ihre Arbeit viel Er-
folg.
Doz. Dr.-Ing. habil. L. Herforth
- Leiter der Abt. Unterricht
am Institut fUr angewandte Radioaktivitat, Leipzig
im Ministerium fir Chemische Industrie -
tm Mal 1957
Declassified in Part-Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Cop Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Inhaltsverzeichnis
P-Versuche (im Physiklabor)
P- 1: Grundmessungen am GEIGER-MOILER-Zdhlrohr I
(Charakteristik, Zdhlrate, Statistik, Tot-
zeit nach STEVER)
P- 2: Grundmessungen am GEIGER-MUILER-Zdhlrohr II
(2 weitere Methoden der Totzeitbestimmung
und Idngsempfindlichkeit eines GEIGER- -
MULIER-Zdhlrohre6
P- 3: Dosimetrie von Gammastrahlung mit Taschen-
Kondensatorkammern
P- 4: Photographische Dosimetrie von Gammastrah-
lung
P- 5: Absorption von Gammastrahlung
(Halbwertsdicken und Massenabsorptionskoef-
fizienten, Energiebestimmung der Gamma-
strahlung)
P- 6: Bestimmung von FUllstandshohen durch Gamma-
strahImessungen mit Kobalt-60
P- 7: Messung dicker Schichten
(Absorptionsmessungen mit Co 0)
P- 8: Messung von Stromungsgeschwindigkeiten
P- 9: Relative Aktivitdtsbestimmung von B-Strah-
lern mit dem Glockenzdhlrohr
P-10: Absolute Aktivittitsbestimmung mit definier-
ter Geometric am Glockenzdhlrohr
P-11: Absolute Aktivitdtsbestimmang nach der
Koinzidenzmethode
P-12: Absolute Aktivitdtsbestimmung mit dem 47-
Zdhlrohr
P-13: Bestimmung von Dysprosium in Holmiumoxyd
mit Hilfe der Aktivierungsanalyse
(Neutronenfluss, Absolutmethode, Vergleichs-
methode, Halbwertzeiten)
P-14: Der Szintillationszdhler
(Empfindlichkeit, thermischer Rauscheffekt,
Spannungscharakteristik, Szintillatoren f?r
Alpha-, Beta- und Gammastrahlung
4
7
18
23
28
32
37
40
42
45
53
57
65
69
79
P-15: Alphastrahlmessungen mit dem Szintilla-
tionszdhler
(ZnS-Ag-Leuchtschirme, Absorption in Zapon-
lack, Reichweite in Luft) 88
P-16: Alphastrahlmpssungen mit dem Funkenzdhler
(Charakteristik, Zdhlrate, Statistik) 94
P-17: Betastrahlmessungen mit der Aluminium-
Ionisationskammer
P-18: Gammastrahlmessungen mit der Blei-Ionisa-
tionskammer
P-19: Verseuchangsmessungen
P-20: 6 Aufgaben aus dem Gebiet der Elektronik
P- X: Zur Zeit in Vorbereitung befindliche
Versuche
C-Versuche (mm Chemielabor)
0- 1: Hydrophobierung von Glasgardten
C- 2: Radiometrische Thalliumbestimmung
C- 3: Bestimm ng der Idslichkeit von MOH4PO4
C- 4: Radiometrische Kaliumbestimmang
C- 3: Radiometrische Volumen- und Konzentrations-
bestimmung
C- 6: Cdsium-137/Barium-137 Trennung
(Abfallskurve, Halbwertzeit, "over-all-
correction-factors")
C- 7: Abtrennung von 1172 (Pa-234) aus 'Gran
C-8:
Trdgerfreie Abtrennung von 1311 (Th234) aus
Uranylnitrat
C- 9: Trennung des Yttrium-90 vom Strontium-90
mit Ionenaustauschern
0-10: Silberschnellanalyse durch Neutronenakti-
vierung
0-11: Abtrennung von Radiojod sus bestrahltem
Ithyljodid
(SZILARD-CHAIMERS-Effekt)
97
105
111
113
114
115
118
122
128
132
137
143
147
152
15/
161
5
nariaccifipci in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
C-12: Abtrennung von radioaktivem MnO, sue mit
thermischen Neutronen aktivierttm ICMn.04 166
C-13: Brom-80 Isomerentrennung 171
0-14: IsotopenverdUnnungsanalyse 175
C-15: Kohlenstoff-14 Selbstabsorption 180
0-16: Adsorptive Mitfbillung an Silberhalogenid-
niederschldgen 185
0-17: lustauschreaktionen 191
C- X: &ix. Zeit in Vorbereitung befindliche Versuebe 200
Literaturverzeichnis 201
Anhang:,
Tabelle 1: Muster einer Messtabelle 206
Tabelle 2: Rechentafel fUr 64-fach-Untersetzer 207
Tabelle 3: Tabelle nach L. MEYER-SCHUTZMEISTER 209
6
Versuch P-1: Grundmessungen am GEIGER -MULLER -Zdhlrohr I
/. Aufgabenstellung:
1.1. Aufnahme der Charakteristik eines GEIGER-MTURR-
Zahlrohres (graphische Darstellung, Angabe der Ein-
satzspannung, Plateauldnge, Arbeitsspannung, Stei-
gung).
1.2. Bestimmung der Zdhlrate eines Prdparates and Feh-
lerberechnungen.
1.3. Prlifung der statistischen Reinheit einer Zdblung.
1.4. Bestimmung der Totzeit eines Zdhlrohres mit dem
Impulsoszillographen nach der Methode von STEVER,
and Berechnung des Totzeitkorrekturfaktors gr fUr
verschiedene Zdhlraten (graphische Darstellung
f (z)).
2. Literatur: (1, 2, 3, 4, 5)
3. Zubehdr:
1 kompl. Messanordnang
1 radpaktives Prdparat (Uranglas)
1 Normaloszillograph
1 Impulsoszillograph
7
"
npelassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
4. Einfiru:
Das Zdhlrohr dient sum Nachweis and zur Messung radioakti-
ver Strahlung. Es besteht prinzipiell as einer zylindri-
schen, leitenden Kathode (K) and einem zentral angeordneten
Anodendraht (A) (Abb. 1). Dieses System let vakuumdicht
eingeschlossen and
mit einer
ZbhlgasfUl-
lung versehen. Je
nach der Ffillung un-
terscheidet man
selbstldschende (mit
Lbschgas, meist Alko-
holdampf) and nicht
selbstlOschende Zdhl-
rohre (ohne Ldschzu-
satz). Die letzteren
werden z. B. mit ei-
ner Totzeitstufe betrieben.
Fdllt em n geladenes Strahlenteilchen in das Zdhlvolumen
em, so erzengt es in dem Zdhlgas eine Ionisation (das
Zdhlrohr registriert such 1-Quanten infolge der von ihnen
im Gehause ausgelOsten Elektronen (siehe Versuch 2-5)). Die
gebildeten Elektronen bzw. Ionen bewegen sich infolge des
elektrischen Feldes entsprechend ihrer Ladung zur Anode
oder Kathode. Die Geschwindigkeit, mit der die entstehenden
Elektronen auf den Anodendraht zufliegen, hdngt von der
Spannung am Zahlrohr ab. Man unterscheidet im wesentlichen
folgende Arbeitsbereiche:
Den Proportionalbereich:
Die Zdhlspannung ist gerade so gross, dass die Geschwindig-
keit der vain Strahlenteilchen erzeugten Ionen (bzw. Elek-
tronen) ausreicht, um weitere auf dem Weg getroffene Gasmo-
lekfile zu ionisieren. Die Zahl der insgesamt erzeugten
Ionen 1st dann der Anzahl der Primdrionen (vain Strahlen-
8
teilchen direkt erzeugten Ionen) proportional and deshalb
von der Energie des Teilchens abhdngig.
Den AuslOsebereich:
Die Zdhlspannung 1st so hoch, dass nicht nur die Primdrio-
nen neue Ionenpaare bilden 'airmen, sondern such die sekun-
ddr gebildeten ionisieren. Es entsteht eine Elektronenlawi-
ne, die von der Anzahl der Primdrionen unablangig wird.
Die im Zdhlrohr entstandenen Elektronen werden auf dem
Zdhldraht gesammelt and laden kurzzeitig einen Kondensator
auf, welcher sich fiber den Widerstand entiddt. Mer Verstdr-
ker nimmt einen Spannungsstoss auf, der direkt oder fiber
einen Untersetzer von einem Zdhlwerk registriert wird.
Eine Zdhlrohrentladung fiihrt zur Ausbildung einer positiven
Raumladung um den Zdhldraht. mm Raum zwischen dieser La-
dungswolke and dem Zdhldraht wird das Feld so welt herabge-
setzt, dass neu ankommende Teilchen keine Lawinen bilden
konnen. Erst wenn der Raumladungsmantel em n bestimmtes
StUck nach aussen abgewandert let, nimmt die Feldstdrke
wieder den Wert an, der der Einsatzspannang des Zdhlers
entspricht. Wdhrend dieses Zeitabschnittes let der Zdhler
vollkommen unempfindlich, er let in dieser Zeit tot (Tot-
zeit). Danach treten zunkchst Impulse mit kleiner Amplitude
auf, die allmEhlich wachsen and schliesslich nach der "Er-
holungszeit" wieder die volle Hiihe erreichen. (Positive La-
dungswolke hat die Kathode erreicht.)
5. Arbeitsanleitung:
0 5.1. Aufnahme der Charakteristik eines GEIGER-MULLER-
Zdhlrohres
Die Zdhlrate z = m/t (Imp./Min) int mit einem Uranglasprd-
parat bei gleicher geometrischer Anordnung ffir verschiedene
Zdhlspannungen U(Volt) zu bestimmen and z = f (U),wie die
Abb. 2 zeigt, graphisch darzustellen. Der graphischen Dar-
stellung werden entnommen:
9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
DingninJ
51*-1
U
Abid Die Steige-
Einsatzspan-
nung DB, Pla-
teauanfang
Pa, Plateau-
ende Pe arid
die Arbeits-
spannung DA
ca 50 Volt
Uber Pa.
rung der
Spanning vom
Einsatzpunkt
UB erfolgt dabei stufenweise in Abstanden von 10 Volt (in
Konstanzbereich genUgen Abstdnde von 20 bis 50 Volt).
Achtung! Um des Zdhlrohr nicht unbrauchbar zu machen, darf
======== nicht Uber das Plateauende hinweg gemessen werden.
Man hOre lieber vorher au f and gebe eine Mindest-
ldnge an (etwa grosser ale 150 Volt!).
Bei holier Teilchenzahl (z. B. 2000 pro min in Plateau) ge-
nUgt eine Messzeit von 1 Minute, man wiederhole jede Ides-
sung 3 bis 5 mal (hierdurch machen sich Storungen sofort
bemerkbar) and verwende den arithmet. Mittelwert fUr z Ear
graphischen Darstellung.
Die Steigung des Plateaus 1st im Arbeitspunkt zu ermitteln
bezogen oaf 100 Volt.
zi = Imp./Min bei (DA - 50) Volt
z2 = Imp./Min bei (DTA + 50) Volt
z = Imp./Min bei Uk
Steigung: (z2 - z1) . 100
10
Vico Volt
tri
40.r.
5.2. Bestimmang der Zdhlrate eines Praparates and Fehlerbe-
rechnungen
Die vom Prdparat erzeugte Zdhlrate z ergibt sich aus
z =z - z
p
wobei z die Zdhlrate fUr eine Zdhlung mit dem Prdparat and
zo die Zdhlrate fUr eine Zdhlung ohne Prdparat ist. Die
Zdhlrate zo oder der "Nialwert" (each NUlleffekt, Ieerwert)
wird durch die kosmische Strahlung, durch die Aktivitaten
in der Umgebung and durch innere Zdhlrohreffekte bewirkt.
Zur Ermittlung von zp und zo mUssen die Impulszahlen mp and
mo mit and ohne Prdparat gemessen werden.
Gang der Messung von m and der Ermittlung von zr,Sm and
z sind nach dem gleichen Verfahren zu bestimmen):
Im Arbeitspunkt DA des Zdhlrohres werden mit Praparat
(Uranglas) np Kontrollmessungen m durchgeftihrt (i = 1, - 2
-9
Pi
3 .. np).
Zu berechnen sind:
1. Das arithmetische Mittel i =
up
2. Die Abweichangen vi jeder Einzelmessung vom Mit-
telwert:
1 = MD - mpi (Die Summe eller vi
mass nahezu 0 sein)
3. Die Quadrate der einzelnen Abweichungen:
2=( -
mp - mpi)2
4. Der mittlere statistische Fehler der Einzelmessung:
l r-
6-exp = 0110 - 1) ' 2
Evi2
fUr ) 1 +
3. Die Standardabweichung (Erwartungswert):
6'st = ? Ep
np
11
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release
50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
6' dexpi63t (Reinheitszahl) 1st ein Mass fUr die bei
der Messung erreichte statistische Reinheit.
7. Der mittlere statistische Fehler des Mittelwertes
- Evi
C
absolut: AEI) = t np (np 2 cu
-1) 2-- VIY
6et 31'
irnpt n
A Ep
cler relativ:. 100 (%)
Ep
8. Die mittlere Zdhlrate fUr die Zahlung mit dem
Prdparat ergibt sich alas:
Entsprechend ergeben sich:
9. Ir-r absolute statistische Fehler des Mittelwertes
der Zdhlrate:
A- -
AE
p tP
t .
P p p
2 tp . np
tp . np
10. Der relative statistische Fehler des Mittelwertes
12
der Zdhlrate:
Lmit
---R- . 100 ? P la _
Ep Ep/tp
ET-
11. Damit folgt fUr die Zdhlung mit dem Prdparat
E ? = (Imp./min)
A B.
E = E (Imp./Min) + ---E- . 100zp
%
P P
Gleiches fUhre man zur Ermittlung der Zdhlrateo
durch.
oder
12. Sind E und Eo auf diese Weise bestimmt, ergibt
sich z sue:
S = E - Eo
13. Der GAUSS'sche Fehler von z wird sue der geometri?
schen Addition der absoluten Fehler gewonnen.
Az = +ILE 2 + 2
Eo
t n t n
P P o o
Daraus ldsst sich berechnen, dass fUr np = no
Az am kleinsten ausfdllt, wenn bei vorgegebenem
(t + to)
to
Eo
P 1 P
t = t
o p
zo
ist;
z. B. t ? = 10 min, Eo = 100 Imp./min,
E = 10 000 Imp./min
10
to = 10 . Tor = 1 min
13
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release
50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
5.3. Pridang der statistisdhen Reinheit einer Zdhlung
Die Impalszahl m eines radioaktiven Materials 1st etwa in
100 Einzelmessungen zu je 1 Minute za bestimmen. (ca. 2000
Imp.). Ails diesen Messungen sind zu entnehmen:
1. Der Mittelwert:
?
m =
2. Das Intervall zwischen der grOssten and der klein?
sten Impalszahl.
Dieses ist so in etwa 10 Intervene (Klassen) einzu?
teilen, dass der kleinste Messwert in die 1. Masse
and der grosste Messwert in die letzte Klasse fdllt.
Man zdhle ab, wieviel Messungen (Haufigkeit H) jeweils
im Bereich der einzelnen Klassen liegen and gebe die
Zahl in % von der insgesamt durchgefUhrten Messzahl n
an.
3. Die Haufigkeitssunme Viz die k?te Klasse.
Die Hlinfigkeitssamme 1st die Summe der Hdufigkeiten
der Messungen in ellen vorangegangenen Klassen ein?
schliesslich der k?ten Klasse. (Die Haufigkeitssamme
der 10. Klasse muss definitionsgemdss 100 % betragen!)
Erhalt man z. B. filr den kleinsten Messwert m = 95 and f?r
den grossten Messwert m = 182 Impulse, so erfolgt die Ein?
teilung in Klassen and die Berechnang von wie.folgt:
14
'TLE
Ilaseen
H
E H
1. 90- 99
2
2%
2%
2. 100 - 109
5
5%
7%
3. 110 - 119
10
10 %
17 %
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10. 180 - 199
100 %
Die Auswertung der Messung wird auf Wahrscheinlichkeitspa?
pier vorgenommen. Die X?Achse let auf diesem Papier linear
geteilt, die Y?Achse nach dem GAUSS'schen Fehlerintegral so
geteilt, dass eine Glockenkurve in karthesischen Koordina?
ten in dieser Teilung eine Gerade ergibt. Dabei werden die
Hdufigkeitssummen EH auf der Y?Achse and die Klassen auf
der X?Achse abgetragen.
Aus dem Mittelwert M kann man eine Gerade (auf linearem Pa?
pier eine Glockenkurve) konstruieren, wie sie bei einer rei?
nen statistischen Verteilung der Messwerte vorliegen soll?
te.
(Die Einteilung auf der Abszisse muss so vorgenommen wer?
den, dass E etwa in der Mitte des Bogens zu liegen kommt
and grOsster and kleinster Messwert sowie 2)/Tund
+ 21/Taufgetragen werden konnen.)
Die theoretische Gerade (theoretische GAUSS?Verteilung) er?
halt man, indem man
? bei 50 % Zn
E - 2)rFbei 2,4 %
E + 211i7bei 97,6 % EH
15
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
eintrdgt und die 3 Punkte miteinander verbindet.
Die gemessene Kurve erhdlt man, indem man die Haufigkeits-
summen der einzelnen Klassen jeweils uber dem grifesten Wert
der Klasse abtrdgt.
Man berechne die Abweichangen der experimentell ermittelten
Werte von den theoretischen bei - 21Plund + 2 111?g
betragen diese nicht mehr als 5 %, so let bei 100 Messwer-
ten die Messung noch mit statistisch rein zu bezeichnen.
5.4. Bestimmung der Totzeit eines Zdhlrohres mit dem Im-
pulsoszillographen nach der Methode von STEVER und Be-
rechnang des Totzeitkorrekturfaktors g fOr verschie-
dene Zdhlraten (graphische Darstellung g = f (z))
Nach STEVER iasst sich die Totzeit beim selbstldschenden
Zdhlrohr f messen:
Die Zdhlrohrimpulse lifsen die Zeitlinie eines Oszillogra-
phen nus, wahrend sie gleichzeitig dem zweiten Plattenpaar
des Oszillographen zugefiihrt werden. Der erste ankommende
Impuls lost die Zeitlinie aus und wird gleichzeitig am Be-
ginn der Zeitlinie registriert. Wdhrend des weiteren Ab-
laufs der Zeitlinie erscheint auf ihr innerhalb der Totzeit
kein Impuls. Bei Verwendung eines Zeitmarkengebers (Zeitan-
gabe z. B. in 25 us) kann die Totzeit abgelesen werden.
Das Zdhlrohr muss vorher auf den Arbeitspunkt eingestellt
werden und eine hohe Teilchenzahl (mit Praparat) registrie-
ren.
(2 weitere Methoden der Totzeitmessung siehe Versuch P-2.)
1st die Totzeitir eines Zdhlrohres bekannt, so kann man alas
jeder gemessenen Zdhlrate z diezwahre Zdhlrate zw berech-
nen. Der Korrekturfaktor g,r = let dabei eine Funktion
von z und mar gilt:
42
Man berechne g. ftir verachiedene Zdhlraten (eta 2 500,
5 000, 10 0001 20 000, 30 000 Imp./min) and zeichne
= f (z) auf Millimeterpapier.
6. Ergdnzangen:
6.1. Prinzipieller Aufbaa der Messapparatar
IR
PR ?
Abtt.3
US
HS
PR = Prdparat, ZR = Zahlrohr, US = Untersetzergerdt,
HS = Hochspannangsgerat, V = Netzspannung.
6.2. Messtabellen
Zu jeder Protokollfiihrung gehOrt die Anfertigung einer aus-
farlichen Messtabelle. Das Aussehen der Messtabelle rich-
tet sich nach der Aufgabenstellung.
Alle Ablesewerte und Versuchsdaten sind stets zu notieren!!
Nicht auf Zetteln schreiben oder rechnen!!
Bei Verwendung eines 64-fach-Untersetzers let die Rechen-
tabelle mm Anhang (Tabelle 2) zu Hilfe D2 nehmen. Tabelle 1
mm Anhang zeigt em n Muster einer Messtabelle.
6.3. Totzeit
Weitere Ausflihrungen zur Totzeit siehe Versuche P-2 und
C-6 Bowie Abb. 29.
17
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Vera ch 2-2: Gmndmessangen am GEIGER-WILER-Zdhlrohr II
1. Aufgabenstellung:
1.1. Zwei weitere Methoden der Totzeitbestimnang eines
Zdhlrohres.
1.1.1. Die 2-Prdparate-Methode.
1.1.2. Bestimmung vont mit der Totzeitstufe nach
HERRMANN and RENKER.
1.2. Prafung der Ldngsempfindlichkeit eines zylindri-
schen GEIGER-MULIER-Zahlrohres.
2. Literatur: (1, 2, 6)
3. ZubehOr:
1 kompl. Messanordnang
2 Uranglas-Prdparate, 1 Co60-Prdparat
1 Totzeitstufe
1 Pb-Blendenvorrichtung
4. Einfahrung: (Siehe auch Einfahrung va 0-6)
4.1. Zur 2 -Prdparate -Methode
linter der Totzeit' veretehen wir die Zeitdamer in sec,
welche em n Zdhlrohr, nach dem es einen Impala angezeigt
hat, far die weitere Messung unempfindlich (tot!) bleibt.
Bei Bestimmung vonT nach der 2-Prdparate-Methode ver-
gleicht man die Summe der Zdhlraten der einzeln gemeasenen
Praparate.(z1 + z2) mit der Zahlrate, wenn beide Praparate
gleichzeitig auf des ZUhlrohr einwirken (z12). Wegen dee
Auftretens von Zdhlverlusten bei erhOhter Teilchenzab1 io-
folge der Totzeit ergibt eich eine Differenz:
18
Z] +Z2 > z12 zo
Far die wahren Zdhlraten (ohne Totzeitverlastel) gilt:
zlw z2w = z12w z
(Index w bedeutet wahre Zdhlrate, zo = Nulleffekt).
Bei Vorhandensein einer Totzeit I:, lasst sich diese axe
den gemessenen Zdhlraten (diesmal Imp./Sec wegen 't (see)!)
naherungsweise ermitteln nach:
_ z1 52 - z12 zo
z 2 - z 2 , 2 (Bee)
12 1 - -2
Die Bestimmang vont' nach der 2-PrIparate-Methode, die auf
einer konstanten Totzeit baSiert, sollte nur dam vorgenom-
men werden, wenn die Zahlverluste nicht melir ale 10 % be-
tragen. (Mit anwacheender Zahlrate dinkt die durchschnitt-
liche Totzeit ab. Wie ist dies za erkliren?)
4.2. Zur Bestimmung der Totzeit mit der Totzeitstufe nach
HERRMANN and RENKER
Die Totzeitstufe zwingt dem Zablrohr durch ktinetliche Ab-
senkung der Zdhlrohrepannung unmittelbar nach Eintreffen
eines Impulses eine vorher wdhlbare Totzeit sof.
Registriert man die Zahlrate in Abhangigkeit von der aufge-
drUckten, kanstlichen Totzeit und trilgt = f (Tx)
graphisch auf, so liegen alle Messpunkte auf einer Geraden
durch wenn die gewdhlte, kanstliche Totzeit grosser ist
ale diewTotzeit des Zdhlrohres nw ist die wahre
Zuhi-
rate.
1
Zdhlt man ohne Totzeitstafe and erhdlt den Wert --, so kann
z,
man ens dem Idagramm, wie in Abb. 4 gezeigt, die -Totzeitr
des Zdhlrohres ermitteln.
19
_
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
LUC/ 3mp3
11-
-
Abb.4
t?c]
4.3. Zur Ldngsempfindlichkeit eines GEIGER-MUILER-Zdhl-
rohres
Die Empfindlichkeit eines Zdhlrohres ist nicht in alien
Bereichen des Zdhlrohres gleich. So beobachtet man z. B.
bei einem zylindrischen Zahlrohr eine Abnahme der Empfind-
lichkeit nach den Enden des Zdhlrohres zu. Es soil hier
mit einer geeigneten Blendenvorrichtung die relative 'kings-
empfindlichkeit eines zylindrischen Zdhlrohres axsgemessen
werden.
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Die 2 -Prdparate -Methode
Man zdhlt die Teilchen vom Prdparat 1 (m1) etwa Uber 10 Mi-
nuten (5000 - 10 000 Imp./min) and legt danach das 2. Prd-
parat an die daneben vorgesehene Stelle and zdhlt die Teil-
chen vom 1. and 2. Prdparat (m12) gemeinsam. Nach Entfernen
des 1. Prdparates wird mit dem 2. allein gezdhlt (m2). Der
Nulleffekt (m0) wird nach Entfernen beider Prdparate re-
gistriert.
Ms den gemessenen Impulszahlen bestimme man die Zdhlraten
z in (Imp./sec) and berechne die Totzeit nach der oben an-
20
Ft:52
gegebenen Naherungeformel fi.tr-C'. Da der Uhler in der For-
mel flirt einen verbaltnismUssig kleinen Wert hat, ntimlich
nur die Differenz von nahezu zwei gleichen GrOssen bildet,
wird dueserste Mesegenauigkeit zl, z2 and z12 gefor-
dert.
Eine Fehlerabschatzung fill. Viet mit Hilfe der Standardab-
weichung durchzufiihren.
Man bergchne die Korrekturfaktoren g f?rzl, z2 and zi2
w 1
- 1-=-Ftr), ermittle die wahren Zahlraten
?46t Z
(Zw = gt. . z) und die Totzeitverluete (zw - z).
5.2. Totzeitbestimmang mit der Totzeitstufe
Die Zdhlrate z wird in Abhangigkeit von der aufgedrUckten
Totzeit 771c mit der Anordnang Abb. 5 gemessen and (z in
Imp./sec) ale Fanktion von V graphisch dargestellt.
Die Zdhlrate zo ohne Totzeitstufe wird gemessen.
Die Totzeit des Zdhlrohres wird der graphischen Darstellang
entnommen.
Warm liegen nur die Messpunkte fUr XK>1: auf der Gera-
den, and wie ist das Verhalten fUr V < 1: zu erklaren?
5.3. PrUfung der langsempfindlichkeit eines zylindrischen
GEIGER-MULT,ER-Zdhlrohres
Mit einer Blei-Blenden-Vorrichtang wird em n Gammastrahlban-
del ausgeblendet and danit em n Zdhlrohr in Ldngsrichtung
abgetastet. Die Zdhlraten sind in Abhdngigkeit von der ge-
troffenen Stelle des Zdhlrohrs graphisch alfzutragen.
Man diskutiere den Verlauf der erhaltenen LUngsempfindlich-
keit.
21
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
'
6. Erganzungen:
22
Blockschaltschema our Zdhlanordnung mit Totzeitstufe
Versuch P-3: Dosimetrie von Gammastrahlung
mit Taschen-Kondensatorkammern
1. Aufgabenstellung:
1.1. Messung von 7 -Strahlendosen mit Taschenkondensa-
torkammern.
1.2. Dosisleistungsmessungen und Bestimmung der maximal
zallissigen Aufenthaltsdauer "max" in verschiedenen
Abstanden "a" von einem Radiumprdparat.
1.3. Abschirmung von Radium-T-Strahlung durch Blei.
(Gebrauch der Tabelle von L. MEYER-SCHUTZMEISTER.)
. Literatur: (7, 8, 9)
3. Zubehdr:
1 Elektrometergerdt mit Messkopf (nach BRUNNER)
1 Bedienungsanweisung fUr das Elektrometergerdt
1 Lichtmarkeninstrument (5 bis 500)uA) mit Beleuch-
tungstransformator
12 Taschen-Kondensatorkammern (aus Aluminium)
1 Justierkammer
1 Dosisleistungsmesser FH 40 H
1 Ra-Prdparat (10 mC) auf Bestrahlungsbrett
Diverse Bleiziegel
1 Stoppuhr
4. EinfUhrung:
Als Einheit fUr die "Dosis" von Gammastrahlen ist das
"R?ntgen" (r) eingefUhrt.
1 r 1st die jenige Menge von R?ntgen- oder Gammastrahlung,
die vermdge ihrer geladenen Sekunddrteilchen in einem cm3
Luft unter Normalbedingungen (= 0,001293 g Daft) 2,08 . 109
Ionenpaare erzeugt (das entspricht einer elektrostatischen
Ladungseinheit beiderlei Vorzeichens).
23
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Cop Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
1.?
Liegt an einer bestimmten Stelle eine Gamma-Strahlungs-
Intensitdt vor, so wdchst die "Dosis" (D) an dieser Stelle
linear mit der Zeit (t) an. Ausserdem nimmt die Dosis
(punktfdrmige Strahlenquelle, geradlinige Ausbreitung der
1-Strahlung vorausgesetzt) mit dem Quadrat des Abstandes
(a) von der Strahlenquelle ab und ist der Aktivitdt N des
Strahlers proportional.
Zur Berechnung der Dosis gilt somit:
N . t
D = DK . Cr),
dabei sind N in mc, t in h und a in cm anzageben. Die P-.-
portionalitdtskonstante oder such "Dosiskonstante" "DK
hangt von der Art des verwendeten Strahlers ab.
Die Gammastrahl-Emission eines radioaktiven Strahlers wird
in R?ntgen pro Millicuriestunde (r/MC.h) in 1 cm Abstand
von einer Punktquelle ausgedrackt ("Dosiskonstante").
FUr Radium:
= 8,4
h . mC
tinter "Dosisleistung" versteht man den Quotienten
Dosis/Zeit.
Man erkennt leicht, dass die "Dosisleistung" bei gleichem
Abstand a zeitlich konstant ist, wenn die Aktivitdt N
gleich bleibt. (Dies gilt far Radium, Halbwertzeit 1590
Jahre.)
T = Dv -n (r/h)
a'
Ale maximal erlaubte Wochendosis (such "Toleranzdosis"
oder "Indifferenzdosis" genannt) fur einen Menschen, der
tdglich Strahlung ausgesetzt ist (bei 8-standiger Arbeits-
zeit pro Tag), werden z. Zt. 300 sir angegeben, das bedeu-
tet 50 mr/Tag.
24
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Messung der 1-Strahlendosis mit Taschenkondensator-
kammern
12 Aluminium-Kondensatorkammern (Abb. 6) werden zandchst
mit der im Elektrometergerdt fest eingestellten Spannung
aufgeladen. Hierzu werden nur die
kleinen roten Verschlusskappen abge-
schraubt (werden die grossen Kappen
versehentlich abgeschraubt, wird der
Isolator beschddigt, und die Kammer
wird unbrauchbar) und die Kammern
(mit der Offnang nach unten) in die
"Ladedffnung" ohne jeden Kraftauf-
wand eingesetzt. Nachdem sie wieder
entnommen und mit der Verschlusskap-
pe versehen worden sind, werden 4
Kammern zum Schutz gegen Feuchtig-
keit in Plastik-Beutel gebracht und
wdhrend des ganzen Arbeitstages zur
Personenkontrolle in der Tasche getragen (pro Mann 2 Kam-
mern). Die andern 8 wieder verschlossenen Vsmmern werden
in verschiedenen Abstenden von einem 10 mC Ra-Prdparat auf
einem Bestrahlungsbrett so eingesetzt, dass z. B. die ver-
ergeben. (Be-
abreichten Dosen Werte zwischen 0 und 0,25 r
t
N
4 . . .
rechnung nach D - 8, ?1
a2
Nach erfolgter Bestrahlung werden die Kammern (mit abge-
schraubter roter Verschlusskappe) in den Messkopf des Gerd-
tee eingesetzt (Offnung nach unten) und die durch Bestrah-
lung erfolgte Entladung der Kammer kann in Skt. am Elektro-
metergerdt abgelesen werden. Die Eichkurve (Skt. als Funk-
tion von r) ist zu zeichnen.
Erst zum Schluss des Arbeitstages kontrollieren die beiden
mit dieser Aufgabe beschdftigten Mitarbeiter die 4 von ih-
nen getragenen Kondensatorkammern unter Verwendung der
25
rIifi7Pri C'
Aooroved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Co .y Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Eichkurve. Das Verhaltnis der verabfolgten zur maximal mu-
ldssigen Dosis pro Arbeitstag (0,050 r) ist anmugeben.
5.2. Mosisleistungsmessungen and Bestimmung der maximal zu-
ldssigen Aufenthaltsdauern "max" in verschiedenen Ab-
stdnden von einem 10 mC Ra-Prdparat
Ein Dosisleistungsmesser FH 40 H wird in verschiedene Ab-
stdnde von dem 10 mC Ra-Prdparat gebracht, and die Dosis-
leistungen in r/h bzw. mr/h werden abgelesen.
Die maximalen Aufenthaltsdauern TMax (in h) pro 8 h
beitstag kbnnen dann fin* die verschiedenen Abstdnde ermit-
telt werden. Die so erhaltenen Werte far Tmax sind ale
Funktion vom Quadrat des Abstandes graphisch aufzutragen.
Zur Kontrolle sind die maximalen Aufenthaltsdauern fUr die
verschiedenen Abstdnde nach der Beziehung T = K . a2 mu
berechnen.
K bedeutet hierin eine Konstante, die sich sue der Bezie-
hung
D -
DK . N . t Cr)
a2
ermitteln ldsst (fUr D = 0,05 r, t = Tmax setzen).
Die so berechneten Werte fUr Tmax sind ala Punktion vom
Quadrat des Abstandes mit in die experimentell gewonnene
Karve einzuzeichnen.
5.3. Abschirmung von Radium-/-Strahlung durch Blei
Um bei gegebener Aktivitdt, Strahlenhdrte and Arbeitszeit
sowie bekanntem Arbeitsabstand die Schichtdicke des Absor-
bermaterials zu ermitteln, die man zur sicheren Abschirmung
braucht (um die Toleranzdosis nicht zu Uberschreiten), sind
Tabellen errechnet, nach welchen man die Schichtdicke des
Absorbers direkt in cm angeben kann.
26
Aix4
r.m
Es Boll an Hand eines Beispiels der Gebrauch der Tabelle
von MEYER-SCHDTZME1STER gezeigt werden (Anhang, Tabelle 3).
Beispiel: Wie gross muss die Absorberdicke von Blei sein
bei Verwendung eines 10 mC Radiumprdparates and
einem Arbeitsabstand von 50 cm, um die spezifi-
sche Dosisleistung von 50 mr pro Tag nicht zu
Uberschreiten?
PUr Radium Bind die effektive 1-Energie mit 2 MeV und
1 lr-Quant pro Zerfallsakt einzusetzen.
(PUr Co? z. B. wiahle man in Tabelle 1,5 MeV; da die Tabel-
le fUr 1 17-Quant pro Zerfallsakt berechnet ist, muss bier
(C060 2 1-Quanten pro Zerfallsakt) die Aktivittit vor An-
wendung der Tabelle mit 2 multipliziert werden.)
Man setze zwischen das Radiumpraparat and den im Abs tend
von 50 cm befindlichen Dosisleistungsmesser die oben ermit-
telte Bleischicht and kontrolliere am Ausschlag des Dosis-
leistungsmessers, ob die Abschirmung tatstichlich ausreicht!
6. Ergdnzangen:
Die Beschreibung des Elektrometergerdtes nach BRUNNER so-
wie die Bedienungsanweisung sind vor Beginn der Aufgabe ge-
nau zu studieren!
27
rlarlaccifiPri in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Ap roved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Versuch P-4: Photographische Dosimetrie von GammastrahlunK
1. Aufgabenstellung:
1.1. Herstellung eines Eichsatzes von geschwdrzten
Pu-
men durch Bestrahlung mit Radium-Gammastrahlen mit
verschiedenen Dosen. Ausmessung der Filme im Densi-
tometer. Die Eichkurve ist zu zeichnen.
1.2. Personenkontrolle.
1.3. Bestimmung der Empfindlichkeit des Filumaterials
fUr Radium-Gammastrahlung.
2. Literatur: (9, 10, 11, 12)
3. Zubehor:
1 Densitometer kompl.
1 Bedienungsanweisung f?r das Densitometer
1 Ra-Prdparat (10 mc) auf Bestrahlungsbrett
10 FilMkassetten
12 unbelichtete Filme
4 geschwdrzte Filme mit dazugehtirigem "Nullfilm"
(Personenkontrolle!)
1 Stoppuhr
Entwickler
Schnellfixierbad
4. Einfiihrunr:
Zur Personenkontrolle werden Filmplaketten getragen. Das
sind in einer Kassette befindliche Fume, die z. B. auf
Gammastrahlung ansprechen. Die Filme werden in bestimmten
Zeitabstdnden ausgewechselt und in bezug auf die erhaltene
Dosis gepriift. Die mit Strahlung arbeitenden Personen
dUr-
fen nicht mehr ala 300 mr/ Woche (Toleranzdosis = Indiffe-
renzdosis) erhalten!!
Durch diesen Versuch soil das Verfahren der photographi-
2p
schen Dosimetrie gezeigt und die r-Strahl-Empfindlichkeit
des Filmmaterials gepriift werden.
Die verwendeten Filme werden darchli* -Strahlung geschwdrzt.
Die Schwdrzung S eines Filmes gehorcht in guter Ndherung
dem BUNSEN-ROSCOE'schen Gesetz, nach welchem die Schwdr-
zung proportional mit der Strahlungsintensitdt J and der
Bestrahlungszeit t anwachst:
S = c . J . t.
Die Schwdrzung des Filmes steigt also proportional mit der
verabfolgten Dosis D an:
S = c . D,
wobei far die Berechnung der Dosis (vgl. Versuch P-3) gilt:
D = . (r).
a-
N t
Die Grosse c hdngt von der Empfindlichkeit des Filmes ab.
Da die Schwdrzung eines Filmes leicht auszumessen ist, kann
D durch die photographische Methode ermittelt werden, wenn
die Eichkurve (S = f (D)) existiert.
Die SchwUrzung S ist eine GrOsse, die Air
eingefUhrt ist, wenn 10 die durchgelassene LichtintensitUt
einer Quelle durch einen unbestrahlten Film und Ix-diejeni-
ge durch einen bestrahlten Film bedeuten.
Die Schwdrzung ist mit einem geeigneten Densitometer
leicht zu ermitteln. Die Eichkurve S = f (D) dient zur Aus-
messung von Filmen mit unbekanntem D (Personenkontrolle!).
29
npriassifipci in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
000
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Herstellung eines Eichsatzes von gpschwdrzten Filen
durch Bestrahlung mit Ra-Gammastrahlen mit verschle-
denen Dosen. Ausmessung der Filme in Densitometer.
Die Eichkurve ist zu zeichnen
10 Filme werden in Kassetten eingelegt und in verschiede-
nen Abstdnden von einem 10 mC Ra-Prdparat auf einem Be-
strahlungsbrett so eingesetzt, dass nach einer Bestrah-
lungszeit t (vom Assistenten zu erfragen) die einzelnen
Filme Dosen zwischen 0 und 0,5 r erhalten (Berechnung nach
N . t
D = DK . (r) unter Beachtung der im Bestrahlungsbrett
a-
mOglichen Einstellungen fUr a).
Dx = Dosiskonstante fiir Radium,
N = Aktivitdt des Radiumprdparates (in mC),
t = Bestrahlungszeit (in h),
a = Abstand: Kassette - Radiumstift (in cm).
Nach der Bestrahlung werden die Filme unter Anleitung des
Assistenten vorschriftsmdssig entwickelt (je 5 bestrahlte
Films mit einem unbestrahltOn Film ("Nullfilm") zusammen;
Markierung nicht vergessen!). Nachdem die Films getrocknet
sind, werden ale in Densitometer ausgemessen. Man erhalt
eine Eichkurve S = f (D).
Bevor an die Messung mit dem Densitometer gegsngen wird,
ist die vom Assistenten ausgegebene Bedienungsanweisung
,genauestens zu studieren!
5.2. Personenkontro1le
Vom Assistenten werden 4 durch Gammastrahlung geschwdrzte
Filme mit dazugehorigem "Nullfilm" ausgegeben. (Dosis unbe-
kannt.) Die erhaltene Dosis ist zu bestimmen. Fehlerab-
schdtzung!
Frage: Angenommen die FiIme warden 1 Woche bei tdaich 8-
stUndiger Arbeitszeit getragen, ist die Toleranzdosis er-
reicht?
30
5.3. Bestimmun der Em findlichkeit des Filmmaterials
.Radium-Gammastr ahlun
Aus der gezeichneten Kurve (5.1.)
S = f (D) = c . D
ist die Filmempfindlichkeit (Schwdrzung pro Dosiseinheit
(r)) zu ermitteln. Fehlerabsdhdtzung!
6. EmainEllsaaL
Man Mare jede Messung mit dem Densitometer etwa 5 mal
durch und verwende den arithmetischen Mittelwert.
31
t-Nrw Annroved for Release
?
50-Yr
13/09/12 CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Versuch P-5: Absorption von Gammastrshlun
1. ste:
1.1. Ermittlung der Halbwertsdicken fUr Blei and Kupfer
durch Absorptionsmessumgen mit Co" (bzw. Cs137).
1.2. Berechnung der Massenabsorptionskoeffizienten
fur
Blei and Kupfer and Ermittlung der Energie der
Gammastrahlung von Co" (bzw. Cs137).
2. Literatur: (13, 14)
3. Zubeho/li
1 Vier-Dekadenuntersetzer mit Impulsvorwahl
1 Gamma-Zdhlrohr
1 Satz Absorberplatten aus Blei and 1 Satz aus
Kupfer
1 zylindrisches Bleigehduse zur DurchfUhrung der
Absorptionsmessungen
1 0o60-Prdparat oder 1 Cs137-Prdparat
4. IlnalallEgl
Trifft Gammastrahlung (Photonen) auf Materie, so treten die
Gammaquanten mit den Atomen in Wechselwirkung. Dabei nimmt
die Intensitdt I der Gammastrahlung (pro Pldcheneinheit)
nach Durchdringen der Schichtdicke dx eines Absorbers um
den Betrag dl ab, wobei
dl = dx
gilt. A bedeutet hierin den totalen Absorptionskoeffizien-
ten. Die Absorption der Gammaquanten kann dabei durch 3
Prozesse erfolgen: Photoeffekt, Compton-Effekt and Paarbil-
dung. Der totals Absorptionskoeffizient setzt sich daher
aus 3 Anteilen zusammen}i ="r+ 6+ K , wobei der Anteil,
den die einzelnen Effekte an der Absorption eines Gamma-
strahlbundels haben, von der Energie der Strahlung abhangt
32
Integration der Gleichung oben fahrt zu dem bekannten expo-
nentiellen Absorptionsgesetz
I = Io .
Hierin bedeutet Io die Anfangsintensitdt (x = o) and I die
Intensitlit nach Durchlaufen der Schichtdicke x.
Setzt man statt der Schichtdicke x (in cm) die Pldchendich-
te d (in g/cm2) des Absorbers em, wobei d = 94 x 1st (9
die Dichte des Materials in g/cm3), so wird
I = 10 el)d
a (in cm2/g) wird der "Massenabsorptionskoeffizient" ge-
9
nannt and let eine vom Absorbermaterial and der Energie der
Gammastrahlung abhangige Grasse.
PUr niedrige Energien (E < 0,5 MeV) tritt vor allen Din-
gen der Photoeffekt auf, welcher mit wachsender Energie
rasch abnimmt; f?r mittlere Energien (ET < 1 MeV) kommt
die Absorption hauptsdchlich durch Comptoneffekt zustande,
and bei hohen Energien > 1 MeV) tritt Paarbildung auf.
Die totale Absorption (Uberlagerang der 3 Effekte) erreicht
f?r alle Elemente sin Minimum fiir eine bestimmte Energie
(fUr Pb bei 3 MeV; fiir Cu bei 8 MeV, fiir Al bei 20 MeV).
Piihrt man deher Absorptionsmessungen mit Brei durch and er-
mitteltil, um aus Abb. 7 die Energie der Strahlung zu be-
9
stimmen, so fiihrt dies zu einer Zweideutigkeit. Erst Ab-
sorptionsmessungen an einem zweiten Material (z. B. Kilpfer)
gestatten,-eine eindeutige Energiebestimmung fiir die ver-
wendete Strahlung zu erreichen.
33
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
34
tr)
CO
03
V.?
__7=7=7:17.7.77-c
0
cr
CO
0 0
CT CS
0
ON ?
-
a g ?t
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Ermittlung der Halbwertsdicken fUr Blei and Kapfer
durch Absorptionsmessungen mit Co60-Strahlung (bzw.
Cs137)
Nachdem Einaatz- and Arbeitsspannung des Zdhlrohrs bestimmt
sind, wird zundchst der Nulleffekt gemessen. Dann wird das
Gammastrahl-Priiparat Pin die Bleianordnung (Abb. 8 ) ge-
bracht and die Intensitdt Io des susgeblendeten Strahlen-
bUndels mit dem Zdhlrohr bestimmt. Danach werden die Absor -
berbleche A eingeschoben and die
Intensitdt I der durchdringenden
Strahlung in AbbAngigkeit von
der durchstrahlten Schichtdicke
x (in cm) gemessen.
Die GrOssen I bzw. Io sind den
Zdhlraten mit bzw. ohne Absorber
(z and zo) dquivalent. (Nullef-
fekt abziehen!) Trdgt man nun
das Verhdltnis I/Io (z/zo ) in
Abhiingigkeit von der Schicht -
dicke x am beaten auf halbloga -
rithmischem Papier auf, so mass
die graphische Darstellung eine
Gerade ergeben:
Abb.8
Die Neigung der Geraden hdngt dabei vom durchstrahlten Ma-
terial ab.
Die Messungen Bind f?r Blei and fUr Kapfer durchzuftihren.
Au s den Abeorptionsgeraden Bind die Halbwertsdicken xy2 In
cm (I = 0,5 I0) f?r Blei and KUpfer abzulesen and nach dy2
In g/cm2 umzurechnen.
35
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
004,
5.2. Berechnung der Massenabsorptionskoeffizienten ftir Blei
and KU fer and Ermittlun der Energie der Gammastrah-
lung von Co (b Cl3()
let die Halbwertsdicke dy2 (g/cm2) einer Substanz bekannt,
so kann man den Massenabsorptionskoeffizienten leicht be-
rechnen nach
. 1n2
-1712
(a)
and 01) CLI sind za berechnen. Dann kann die Strah-
9 Pb
lungsenergie Ey der verwendeten Gammastrahlung tinter Za-
hilfenahme der Abb. 7 bestimmt werden.
Eine lafferenzierung der verschiedenen Gammaenergien der
0060-Strahlung 1st durch diese Methode nicht mOglich.
6. Ergtinzungen:
Wird em n Gemisch von zwei Gammastrahlern verwendet, deren
Energien Behr unterschiedlich sind (z. B. Co60 and Cs137)
so maeht sich dieses in der Absorptionskurve bemerkbar. Auf
Wunsch kann em n Isotopengemisch aasgemessen werden.
.36
Versuch P-6: Bestimmung von FUllstandshUhen darch
Gammastrahlmessungen mit Kobalt-60
1. Aufgabenstellung,:
In einem mit Nasser gefUllten, undarchsichtigen, zylin-
drischen Behdlter sollen FUllstandshohenbestimmangen
durch Absorptionsmessungen darchgefiihrt werden.
1.1. Eine Messanordnung fUr senkrechte Darchstrahlung
der FlUssigkeitesdule 1st alfzubauen. Eichkurven
fur FlUssigkeitshdhe and -Volumen sind zu ermit-
teln.
1.2. Eine Anordnung ftir horizontale Durchstrahlung des
Behalters (parallel oar FlUssigkeitsoberfldche)
let aufzabauen. Mehrere Fliissigkeitshiihen sind aas-
zamessen.
2. Literatur: (15, 16)
3. Zubehdr:
1 kompl. Zahlgerat Einzelteilchenzahlung and
integrierende Messung); 1 Stoppuhr
1 Gammastrahlzahlrohr
..
1 Co60 -Praparat
1 zylindrischer FlUssigkeitsbehalter (undurchsich
tig)
Stativmaterial
4. Einfabrung:
Das Nivea von FlUssigkeiten oder Schnelzen in unzugangli-
chen BehAltern kann durch Gammastrahlmessungen schnell be-
stimmt werden. Man bringt entweder einen radioaktiven
Strahler ale Schwimmer in den Behalter hinein and misst
die Strahlung von aussen, oder man bringt die Strahlen-
quelle am Boden des Behdlters an and das Zahlrohr dicht
37
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release
50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
1
Uber dem Behdlter, so dass die Absorption der Strahlung vom
FlUssigkeitsniveau abhdngt.
Man kann such Prdparat und Zdhlrohr oaf entgegengesetzten
Seiten aber in gleicher H6he des Behdlters anbringen und
beide gleichzeitig von oben nach unten verschieben. Bei
Erreichen des PlUssigkeitsniveaus setzt eine starke Inten-
sitdtsabnahme (Absorption!) em.
5. Arbeitsanleitung:
Die Einzelteile, die zu diesem Versuch geh6ren, werden dem
Praktikanten Ubergeben. Die Messanordnungen sind selbst
aufzubauen. Bevor die Netzspannang angelegt wird, muss un-
bedingt eine tberpriifting vom Assistenten erfolgen!
5.1. FUllstandsh6henbestimmung nach dem Verfahren der senk-
rechten Durchstrahlung
Die Versuchsanordnung 1st aufzubauen (Co"-Prdparat unter
und ZdIalrolar fiber dam Behalter). Zwei Eichkurven sind an-
zafertigen (z = f (h), h = FUllstandshohe des Wassers im
Behalter; z = f (V), V = Volumen des Wassers).
Mit welcher Genauigkeit konnen h und V nach dieser Methode
bestimmt werden?
-15.2. PUllstandshohenbestimmoung nach dem Verfahren der hori-
zontalen DurchstrahlIRE
Die Versuchsanordnang 1st aufzubauen (Prdparat dem Zdhlrohr
gegenUber und beide nach oben und unten verschiebbar). Die
Messung 1st fUr verschiedene FUllstandshohen, durchzufUhren.
Mit welcher Genauigkeit k6nnen h und V nach dieser Methods
bestimmt werden? Wodurch konnte die Genauigkeit der Mes-
sung hier im Laboratoriumsversuch erhoht werden?
6. Ergarmungen:
Zur Messung der Gammastrahlung steht em n Zdhlgerdt zurYen-
38
fUgang, das sowohl Einzelteilchen-als ranch integrierende
Messang gestattet. Man Uberlege und probiere selbst, welche
Messmethode unter den hier gegebenen Bedingungen zweckmas-
siger ist.
Wie wUrden Sie die Versuchsanordnang mit einem schwimmen-
den Strahler aufbauen? (Vorteile? Nachteile?) Auf besonde-
ren Wunsch kann such diese Methode versucht werden.
39
fr Prt riT d Coov AoiDroved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 ? CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Versuch P-7: Messung dicker Schichten
(Durchstrahlungsmethode)
1. Aufgabenstellung:
Messung dicker Schichten durch Absorptionsmessungen mit
a60.
1.1.
1.1. Aufbau der Versuchsanordnung and Herstellung einer
Eichkurve.
1.2. Dickenbestimmungen an verschiedenen Material-
stUcken.
2. Literatur: (15, 16)
3. Zubehdr:
1 kompl. Zdhlgerdt
1 Gammastrahl-Zdhlrohr
1 Stoppuhr
1 Co6?-prdparat
1 Pb-Prdparatbehalter mit Blendenvorrichtung
1 Auflagetisch aus Pb mit Blendenvorrichtung
Stativmaterial
4. Einfahrun :
Durch Versuch P-5 let bekannt, class Gammastrahlung beim
Durchgang durch Materie geschwacht wird, d. h. die Intensi-
tdt der Gammastrahlen Io nimmt ab nach dem Absorptionsge-
setz I = Io . e7Rx, wobei I die Intensitdt der Gammastrah-
lung nach Durchdringen der Schichtdicke x (in cm) 1st. Man
kann die Absorption von Gammastrahlung in Materie ausnut-
zen, um Dickenmessungen durchzuftihren.
Auch die Streuung der Gammastrahlung wird in der "Rtick-
streumethode" zur Dickenmessung verwendet.
Hier sollen nach dem Durchstrahlungsverfahren (=Absorptions-
methode) Dickenbestimmungen an Eisen durchgefUhrt werden.
40
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Aufbau der Versuchsanordnung and Herstellung einer
Eichkurve
-
Eine Versuchsanordnang 1st aufzubauen. Das Co60 -Praparat
wird gut abgeschirmt in eine Bleiblendenvorrichtung ge-
bracht. liber der Blendenoffnung befindet sich in einem de-
finierten Abstand
rohr and Praparat
geschoben and die
Schichtdicke x in
das Gammastrahlzdhlrohr. Zwischen Zdhl-
werden Eisenschichten verschiedener Dicke
Zdhlrate (z_ z0 ) als Funktion der
p
cm bestimmt.
Die Eichkurve (graphische Darstellung auf halblogarithmi-
schem Papier) 1st zu zeichnen.
5.2. Dickenbestimmungen an verschiedenen Materialstlicken
aus Eisen
Die Dicke (in cm) von mehreren MaterialstUcken 1st an den
bezeichneten Stellen zu bestimmen.
Welche Genauigkeit haben die Angaben der Schichtdicken in
cm? (Fehlerrechnung!)
Welches Radionuklid ware ausser Kobalt f?r diese Messung
geeignet?
Mit welchem Strahler and mit welcher Anordnung wOrden Sie
diinne Schichten ausmessen?
6. Ergdnzungen:
In der Praxis 1st es oft zweckmdssiger em n stdrkeres Prdpa-
rat zu verwenden and integrierend zu messen.
41
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Versuch P-8: Messung von StrUmungageschwindigkeiten
1. Aufgabenstellung:
Die StrOmangsgeschwindigkeit einer Glasperle durch emn
Rftrensystem ist zu ermitteln.
2. Literatur: (15, 16)
3. ZubehOr:
1 integrierend arbeitendes Strablunvmessgerdt
1 Gammastrahlzdhlrohr
1 Co60-Prdparat (Glasperle)
1 Stoppahr
1 Pinzette
1 5 1 Flasche mit Markierungsstab
1 Rohrensystem mit ZubehOr
Bleiziegel zur Abschirmang
4. Einfiihrung:
Um StrOmangsgeschwindigkeiten von FlUssigkeiten za bestim-
men, kann man die FlUssigkeit radioaktiv markieren and das
Vorbaifliessen der markierten FlUssigkeit an zwei verschie-
denen Stellen durch Anzeige in einem Zdhlrohr registrieren.
Durch "Markierung" von ErdOlen kann man in langen Leitun-
gen den Beginn einer neuen Sorte leicht anzeigen, wenn an
dem Ort der Entnahme em n Zdhlrohr rechtzeitig den Wechsel
meldet. Mit Hilfe von radioaktiv markierten "Molchen" kann
man Rohrverengungen, die z. B. durch Verunreinigungen her-
vorgerufen werden, feststellen. Es ist nun schwierig, sol-
che in der Praxis auftretenden Probleme im Laboratoriams-
versuch interessant zu gestalten. Die in der Praxis verwen-
deten Messeinrichtungen daza sind technisch so gut durchge-
feilt, dass eine Registrierung, wenn irgend moglich, you-
automatisch erfolgt. Wir mussten eine Markierung mit offe-
nen Prdparaten (z. B. radioaktiven Salzen) wegen der Ver-
42
seuchungsgefahr im Physiklabor vermeiden.
Es soll in diesem Versuch gezeigt werden, mit welcher
Empfindlichkeit eine Zdhlrohranordnung em n vorbeistrOmen-
des Prdparat anzeigt. Eine MOglichkeit der technischen An-
wendung wird studiert.
5. Arbeitsanleitung:
Burch em n Rohrensystem fliesst ma einem Vorratsbehalter
Wasser ab. Die Durchflussgeschwindigkeit des Wassers rich-
tet sich dabei nach dem Niveaa des Wassers im Vorratsge-
Ldsst man nun in das R8hrensystem eine Glasperle
gleiten, so wird diese vom Wasser mitgerissen and bewegt
sich mit einer Geschwindigkeit, die mit der des Wassers
vergleichbar ist (Reibungswiderstand!!). 1st die Glasperle
radioaktiv markiert, so kann man die Geschwindigkeit dieser
durch radioaktive Messungen leicht ermitteln. Das Vorbei-
stromen des "Molches" an einem abgeschirmten Zdhlrohr macht
Bich in einem integrierend anzeigenden Zdhlgerdt ala Maxi-
malausschlag bemerkbar. Man stoppt die Zeit zwischen 2 Ma-
ximalausschlagen and kann dann die StrOmangsgeschwindig-
keit v der Glasperle nadh
berechnen. Der Weg s, den die Glasperle zwischen den beiden
Maximalaasschldgen in der Zeit t zarticklegt, wird sae be-
kanntem Volumen V and Rohrdurchmesser 2 r berechnet. Die
Grossen V and r sind beim Assistenten zu erfragen.
Im Rohrensystem darfen keine Luftblasen vorhanden sein, das
Wasser muss wdhrend des Versuchs anndhernd aaf konstante
Temperatur gehalten werden (warum?). Das Prdparat (Glas-
perle, genauer Glastropfen) mass am besten mit der Spitze
zaerst eingefiihrt werden (warum?).
Die Zeitdifferenz zwischen 2 Maximalaasschldgen ist 5 mal
43
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/69/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
t
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
hintereinander Air 4 verschiedene F011standshOhen zu be?
stimmen.
Die Durchflussgeschwindigkeit des Molches let fUr die 4
verschiedenen Einstellungen aus den Mittelwerten f?r t zu
berechnen.
Die Durchflussgeschwindigkeit it in Abhangigkeit von der
itillstandshOhe im Vorratsgefdss graphisch darzustellen.
Welche Genauigkeit haben die ermittelten Durchflussge?
schwindigkeiten (Fehlerrechnung).
Man diskutiere des Verhdltnis der gemessenen Durchflussge?
schwindigkeit der Glasperle zur Durchstromungsgeschwindig?
keit des Wassers.
6. EalnaratEL
Der Versuchsaufbau soll vain Prektikanten selbst erfolgen,
let jedoch vor Beginn des Versuches dem Assistenten vor?
zufahren (erst danach Netzspannung einschalten and Glas?
perle in Bewegung setzen!).
Das Rdhrensystem let hier im Laboratoriumsversuch so ange?
ordnet, dass der "Molch" zweimal an demselben Zdhlrohr
vorbeistromt.
Wie wiirden Sie in einer langgestreckten Leitung v bestim?
men?
44
Versuch P-9: Relative Aktivitatsbestimmung von B?Strahlern
mit dem Glockenzahlrohr
1. Aufgabenstellung:
Aktivitatsbestimmung verschiedener B?aktiver Praparate
durch Vergleich mit einem Prdparat bekannter Aktivitat
1.1. Vergleich von
Radioisotopes
1.2. Vergleich von
Radioisotopes
1.3. Vergleich von
Radioisotopes
terlagen.
zwei gleichartigen Prdparaten eines
mit geringem Aktivitatsunterschied.
zwei gleichartigen Prdparaten eines
mit grossem Aktivitatsunterschied.
zwei gleichartigen Praparaten eines
auf zwei verschiedenen Prdparatun-
1.4. Vergleich von zwei gleichartigen Praparaten ver?
schiedener Radioisotope.
2. Literatur: (7, 8, 13, 17)
3. Zubehdr:
1 Hochspannungsgerdt
1 Voltmeter
1 Duadischer Untersetzer
1 mechan. Zdhlwerk
1 Stoppuhr
verschiedene Prdparate
Absorber
Rackstreufolien
4. Einfiihrung:
Die relative B?Strahlmessung gestattet die Bestimmung der
absoluten Aktivitdt eines Prdparates (NX) durch Vergleich
mit einem bekannten (N)(Standard), indem das Verhdltnis
.Nx/N ermittelt wird.
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
45
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Zerfallen in einem radioaktiven Prdparat N Atome in der
Zeiteinheit und werden dabei N Teilchen ausgestrahlt, so
zdhlt man in einer einfachen Zdhlanordnung (Abb. 9 ) nur
z Teilchen (z (N). Nur
em n Behr geringer Tell
der vom Prdparat emittierten Teilchen gelangt
in das Zdhlrohr und 16st
elnen Zdhlimpuls sus. Das
Verhdltnis
Selbstabeorption im Prdparat (fs), die Totzeit des Zdhl?
rohres (f/7), die beschrdnkte Ansprechwahrscheinlichkeit
des Zdhlrohres (Es) und durch Nachentladung (fm). Alle Ver?
dnderungen konnen durch Korrekturfaktoren berticksichtigt
werden, and es gilt:
wird der absolute Wir?
kun s rad der Zdhlanord?
nung genannt.
Der absolute Wirkungsgrad
wird durch eine grosse
Anzahl apparativer Bedin?
Jede Anordnung kann nur in einem ganz bestimmten Raumwin?
gungen bestimmt:
kel (II) die Strahlung erfassen. Das Verhdltnis der im
Raumwinkel-aeinfallenden Strahlenteilchen zur
lung (im (im Raumwinkel 4) kann durch den Geometriefaktor
G = SI
angegeben werden.
Eine weitere Verminderung der wahren Zerfallsrate N tritt
durch Absorption der Strahlung in der Luft und in dem
fA bestimmt werden.
Zdhlrohrfenster ein. Se kann durch einen Absorptionsfaktox
Verdnderungen der wahren Zerfallsrate N werden weiterhin
hervorgerufen durch die RUckstreuung von der Prdparatunter?
lage (fR), die Einstreuung aus der Umgebung (fu), die
46
z = N . Aw = N . G .Es.fm.fA.fm.fs.fs.f.r
Zur direkten Bestimmung der Aktivitiit N eines Prdparates
mUssten durch eine-grosse Anzahl von Messangen elle Korrek?
turfaktoren genan ermittelt werden (siehe Versuch P-10).
Wegen der grossen Zahl der eingehenden Faktoren wiirde dies
Behr viel Zeit in Anspruch nehmen und zu einem grossen
Fehler fiihren; ausserdem lessen sich eine Reihe von Korrek?
tarfaktoren nur sehr schwer genau bestimmen.
Man versucht deshalb bei dem zu bestimmenden Prdparat mOg?
lichst elle apparativen Bedingungen genau wie bei dem be?
kannten Prdparat einzurichten, so dass die Korrekturfakto?
ren gleich gross sind. Damn folgt unmittelbar, dass sich
die Zdhlraten (z = Zdhlrate vom bekannten Prdparat; zx =
Zahlrate vom unbekannten Prfiparat) wie die AktivitUten
(N; Nx) verhalten, d. h.
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Vergleich von zwei gleichartigen Prdparaten eines
Radioisotopes mit geringem Aktivitdtsunterschied
Sind zwei Prdparate desselben radioaktiven Isotopes auf
gleicher Unterlage in der gleichen geometrischen Form auf?
getragen und wird mit derselben Zdhlapparatur unmittelbar
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
nacheinander unter genau &Aachen apparativen Bedingungen
registriert, so darf angenommen werden, dass der absolute
Wirkungsgrad Aw far beide Zdhlungen gleich gross let. Man
muss nur darauf achten, dass in beiden Zdhlungen die Tot-
zeitkorrektur vernachldssigt werden kann. Das heisst aber,
die Zdhlraten darfen nicht grosser ale 5000 Imp./Min wer-
den. Dann gilt unmittelbar far die zu bestimmende Aktivi-
tdt Nx:
z,
N = -= N (C),
x z
wenn N bekannt und in Curie (C) angegeben 1st.
Man bestimme em n unbekanntes Prdparat danach durch Ver-
gleich mit einem Standard auf ?1 % genau und gebe den ab-
soluten Wirkungsgrad (Aw) der Messung an.
Man studiere den Einfluss des Abstandes des Prdparates vom
Zdhlrohr auf die GrOsse der Zdhlrate, indem man z far ver-
schiedene Abstdnde a (Zdhlrohr - Prdparat) registriert. Die
Abhdngigkeit stelle man graphisch dar durch die Funktion
z = f (-1t)
und betrachte gleichzeitig die Verdnderung des Geometrie-
faktors in einer Darstellung
z = f (G ),
SI1 a
wobei G = = (1 - ) let,
41r a + r
a = Abstand: Prdparat - Zdhlrohr
2r = Durchmesser des Zdhlrohrfensters.
Man diskutiere die Ergebnisse und die Bedeutung der gra-
phischen Darstellungen.
48
5.2. Vergleich von zwei gleichartigen Prdparaten eines Ra-
dioisotopes mit grossem Aktivitdtsunterschied
Sind die Aktivitdten zweier gleichartiger Prdparate eines
Isotopes so stark verschieden, dass in der gegebenen Zdhl-
anordnung durch Abstandsvariation keine auswertbaren Zdhl-
raten mehr zu erhalten Bind, so kann vor das stdrkere Prd-
parat (zx) em n Absorber eingeschoben werden. Sind sonst
alle apparativen Bedingungen konstant gehalten, so karzen
sich bei dem Quotienten zx/z alle Faktoren von Aw heraus
bis auf die Korrektur fAb' die durch den eingeschobenen
Absorber bedingt let. Damit gilt dann
zx N (C).
zfAb
Die GrOSse von fAb kann mit dem schwdcheren Prdparat z di-
rekt gemessen werden, da die Absorption bei gleichem Strah-
ler und gleicher Anordnung konstant let.
Far fAb gilt:
Z(mit)
-Z(ohne)
wobei z(mit) die Zdhlrate mit eingeschobenem Absorber und
z. die Zdhlrate ohne Absorber bedeuten.
ohne)
Man studiere die Abhdngigkeit der Zdhlrate von der Absor-
berdicke und bestimme f = z(mit) in Abhangigkeit von
Ab z(ohne)
dem Fldchengewicht pro Quadratzentimeter (mg/cm2) des Ab-
sorbers (d). Zur Darstellung wdhle man einfach-logaxithmi-
sches Papier und trage auf
in
z(mit) f (d)
z(ohne)
Man diskutiere Bedeutung und Anwendungsmaglichkeit dieser
Darstellung.
49
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Co .y Ap roved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
5.3. Vergleich von zwei gleichartigen Fraparaten eines Ra-
dioisotopes auf zwei verschiedenen Unterlagen
Besitzen zwei-Praparate eines Isotopes die gleiche geome-
trische Form, und sind sie nur auf verschiedenen Unterla-
gen aufgetragen, so kiinnen ihre Aktivitaten verglichen wer-
den bei Berticksichtigung der verschiedenen RUckstreuung von
der Unterlage. Es kUrzen sich bei Gleichhaltung aller appa-
rativen Bedingungen bei dem Qaotienten zx/z alle Korrektur-
faktoren heraus bis auf die Rackstreufaktoren und es gilt
Nx
zx fR
= . N (C)
Rx
Der RUckstreufaktor fR ergibt sich aus:
!LE1Ii_
IR z(ohne)1
wobei z(mit) die Zdhlrate mit und z( ohne) die Zahlrate
ohne rackstreaende Unterlage bedeuten. Zur Bestimmung die-
ses Faktors wird em n Fraparat aaf einer diinnen Zaponhaut
verwendet, fit) welche die RUckstreaang vernachlassigt wer-
den dart (fR = 1). Durch Unterlegen verschiedener Stoffe
kann far jedes Material der RUckstreufaktor ernittelt
werden.
Man untereuche die Veranderung des Rackstreufaktors mit zu-
nehmender Dicke der Praparatunterlage d (mg/cm2) bei Alu-
minium und zeichne fR = f (d). Mit anwachsender Schicht-
dicke ndhert sich der RUckstreufaktor dem Sattigungswert
fS
R'
Wie gross sind und die Sattigungsrackstreadicke flir
Aluminium?
Weiterhin untersuche man die Abhangigkeit der Korrektur
4 von der Ordnungszahl des rUckstreuenden Materials und
trage fR in Abhangigkeit von der Ordnungszahl ab.
50
Man diskutiere Bedeutung und Anwendungemdglichkeit der gra-
phischen Darstellungen.
5.4. Vergleich von zwei gleichartigen Fraparaten verschie-
dener Radioisotope
Bei zwei gleichartigen Fraparaten verechiedener radioakti-
ver Isotope ist wegen der verschiedenen Strahlenenergie emn
genauer, direkter Vergleich nur schwer moglich. Auch bei
gleichen apparativen Bedingungen sind dann die Faktoren
von Aw nicht gleich gross, well Absorption, RUckstreuung,
Ansprechwahrscheinlichkeit und die Selbstabsorption im
Fraparat von der Strahlenenergie abbangig sind. Daher ist
ea im allgemeinen einfacher und glinstiger, sich far jedes
radioaktive Isotop durch eine Absolutmethode em n Standard-
praparat herzustellen (siehe such Versuch P-10).
Unter gewissen Voraussetzungen und Vernachlassigungen ist
jedoch em n ungefahrer Vergleich mdglich. Die RUckstreuung
bei Sattigungsdicke (fR = fft) der Praparatunterlage hangt
ab 0,7 MeV nicht mehr wesentlich von der Strahlenenergie
ab. Bei Auftragung der Fraparate ant eine danne Zaponhaut
kann die RUckstreuung vernachlaesigt werden. Liegen Behr
diinne Fraparate (wenig aktive Substanz), d. h. verhaltnis-
maseig schwache Fraparate vor, so dart such die Selbstab-
sorption bei grosserer Strahlenenergie vernachldssigt wer-
den. Wird noch die geringe Veranderung von fu vernachlds-
sigt, so kann man able Korrekturfaktoren aus Aw unter den
erwahnten Bedingungen konstant halten bia auf fA.
Die Korrektur fA erfasst die Absorption im Zahlrohrfenster
und in der Luft, falls kein zasatzlicher Absorber einge-
schoben wird. Diese Korrektur ist bei verschiedener Strah-
lenenergie nicht gleich gross. Bei geringen Energieunter-
schieden kann der Fehler sehr klein gehalten werden, indem
man ein Zahlrohr mit moglichst dannem Fenster wdhlt und den
Abstand mdglichst klein macht.
Unter den genannten Voraussetzungen kann =ter BerUcksich-
51
Declassified in Part - Sanitized Co.y Ap?roved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 ? CIA-RDP81-01043R00230024onn7 q
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
tin g der verschiedenen Absorption nach folgender Glei-
chung verglichen werden
z f.
x A
N = ? . N (0)
x z
Ax
Die Korrekturen fa und fA kiinnen aus Absorptionsmessungen
mit beiden Strahlern bestimmt werden. 1st das Fldchenge-
wicht des Zdhlrohrfensters (di) und der zwischenliegenden
Daftschicht (dL) bekannt, so kann man durch Einschieben von
Aluminiumabsorbern (dAl) die Zdhlrate in Abhdngigkeit von
der totalen Absorberdicke (dF + d + d ) bestinmen. Man
Al
trdgt log z in Abhdngigkeit von d = dp + dL + dA, auf und
erhdlt bei nicht zu grossen Verdnderangen der Absorberdicke
eine Gerade, die bis d = 0 verIdngert werden kann. Der
Schnittpunkt liefert die Zdhlrate z( ohne), die wir erhal-
ten wUrden, wenn man ohne Zdhlrohrfenster und laftabsorp-
tion messen konnte. Mit der Zdhlrate z(mit), die nur bei
Daft- und Fensterabsorption registriert wurde, kann nun fA
ermittelt werden.
6. Ergdnzungen:
Bei alien Messungen muss natUrlich beachtet werden, ob Tot-
zeitkorrekturen erforderlich sind oder nicht. In jedem Ein-
zelfall 1st zu untersuchen, welche Korrekturen noch notwen-
dig werden.
52
Versuch P-10: Absolute Aktivitatsbestimmung mit definierter
Geometrie am Glockenzdhlrohr
1. Aufgabenstellung:
-
Absolute Aktivitdtsbestimmung eines T1204 -Praparates
nach der Methode der definierten Geometrie.
2. Literatur: (7, 18, 19)
3. ZubehOr:
1 Glockenzahlrohr mit Gehduse
1 Satz Alaminimmabsorber
1 Hochspannungsgerat
1 Untersetzer
1 Voltmeter
1 Stoppuhr
1 Zdhlrohrblende
1 Totzeitstufe
4. EinfUhrung:
Mit einem Glockenzahlrohr, das em n mtiglichst dUnnes and
grosses Strahlenfenster besitzt, kann bei genauer BerUck-
sichtigung aller Zdhlverluste die Aktivitdt eines Prapa-
rates absolut (ohne Vergleich) bestimmt werden.
Der absolute Wirkungsgrad einer Zdhlung (Ax) 1st darch die
Yersuchsanordnung bedingt. (Siehe mach P-9) Man definiert:
wobei z die registrierte Zdhlrate und N die absolute Akti-
vitdt bedeuten (Atomzerfdlle pro sec). Mit den einzelnen
Korrekturfaktoren fUr die Zdhlverluste ergibt sich die
absolute Aktivitdt aus:
N _
G . ED . fm . fA . fit . fu . fs . f
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
53
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Hierbei bedeuten die einzelnen Korrekturfaktoren:
..n.
G = Tir = Geometriefaktor
Es = Ansprechwahrscheinlichkeit des Zdhlrohres
f = Nachentladungsfaktor
fA = Absorptionsfaktor
fR = Rackstreufaktor
f = Einstreuung aus der Umgebung
f = Selbstabsorptionsfaktor
fT = Totzeitkorrektur
Die Bestimmung des Geometriefaktors:
1 a
G = Tir = (1
Va2 + T 2
birgt die grossten Fehlerquellen, well die Formel nur f?r
em n punktformiges Praparat genau stimmt. Ausserdem ist der
Anfang des empfindlichen Zahlvolumens im Glockenzdhlrohr
nicht genau bekannt. Es wird versucht, beide Fehler auszu-
schalten. Das Prdparat wird
eat' einem Plexiglaskonus
aufgetragen and die Spitze
ala punktfOrmiges Prdparat
verwendet. Zur genauen De-
finition des Raumwinkels
wird eine Aluminiumblende
vor das Zdhlrohr gesetzt,
die wesentlich kleiner ala
das Zdhlrohrfenster ist.
(Abb. 10) Die Ansprechwahr-
scheinlichkeit Es darf for
die Glockenzdhlrohre mit
normaler Zdhlgasfollung for
grOssere B-Energien ( ) 0,7
MeV) mit 100 % angenommen
Unempfind-
Li
%
Uhl-
*Amnon
Blends
ril
i
Abb.10
54
werden. Der Nachentladungsfaktor kann gleich 1 werden,
wenn eine Totzeitstufe benutzt wird and dem Zdhlrohr eine
grosse Totzeit aufgedrUckt wird, so dass nach dieser Zeit
keine Nachentladungen eintreten. Auch der,Faktor fu kann
bei der verwendeten Versucheanordnung gleich 1 gesetzt wer-
den (warum?). Die Selbstabsorption mass vernachldssigbar
klein sein, des heiset, die spezifische Aktivitat gross
(c/g Substanz). Es werden entweder sehr schwache Prdparate
verwendet oder Selbstabsorptionskorrekturen berechnet (sie-
he Literatur and Versuch C-15).
Die Korrekturfaktoren fA' fR and f werden, wie bei den
Versuchen P-1 and P-9 ermittelt.
Da dm T1204 3 % eller Atom-
zerfdlle mit K-Einfang vor-
sichgehen, ist die gemessene
Zdhlrate am 3 ,A zu erh?hen
(Abb. 11, Zerfallsschema von
T12?4).
112?4
Abb.11
P-C97%)
5. Arbeitsanleitung:
Zundchst mUssen das Zdhlrohrplateau and die Arbeitsspannung
bestimmt werden. Im Arbeitspunkt wird wie in Versuch P-1
die Zdhlrate for das Prdparat ermittelt (z = zp - z0).
An zp, der Zdhlrate mit Prdparat, werden die in der Einfoh-
rung beschriebenen Korrekturen vorgenommen. Zur Bestimmung
von fA ist em n Diagramm
log zp = f (d)
aufzanehmen. (d = Fldchengewicht in mg/cm2 des Aluminiumab-
sorbers + Zdhlrohrfenster + Iuft). March Verldngerung der
55
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
1
1
3
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Geraden gewinnt man den wahren Wert z fUr d = 0, (siehe
P-9). FUr die RUckstreuung an Plexiglas (fR) wird der Wert
benutzt, der in P-9 bestimmt wurde.
Man berechne die absolute AktivitUt des Praparates und
diskutiere die auftretenden Pehler.
56
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release
Versuch P-11: Absolute Aktivitatsbestimmung nach der
Koinzidenzmethode
1. Aufgabenstellung:
-
Absolute Aktivitlitsbestimmung eines Co60 -Praparates
nach der B-1-Koinzidenzmethode.
2. Literatur: (13, 18, 20)
3. Zubehdr:
1 Co"-Prdparat auf einem Plexiglasteller
1 Hochspannungsgerat
1 Koinzidenzverstarker
1 Untersetzer mit Zahlwerk
1 Regeltransformator
1 Glockenzahlrohr
1 lr-Zdhlrohr
1 Zahlrohrgehause
1 Stoppuhr
2 Aluminiumabsorber
1 Bedienungsanweisung Dir den Koinzidenzverstarker
4. EinfUhrung:
-
Die absolute Aktivitat N eines Co60 -Praparates kann aus
Messungen der B- und -Strahlung sowie der B-2(-Koinziden-
zen errechnet werden, da em n B-Teilchen und 2 V-Quanten
bei jedem Zerf all ausgesendet werden. (Zerfallsschema des
Co 60 Abb. 12)
Unter Koinzidenzen versteht man das gleichzeitige Auftreten
eines Impulses im B-Zahlrohr und im 1-Zahlrohr. Diese kOn-
nen elektronisch von einem Koinzidenzverstdrker ausgesiebt
und registriert werden. Wegen des verschiedenen absoluten
Wirkungsgrades der B- und 1,-Messung (hierzu siehe Versuch
P-9) wird nicht bei jedem Atomzerfall eine Koinzidenz ge-
zdhlt.
50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
57
1,1
11
f;
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Abh12
A " na den Messungen der 5-Strahinng des Co60 -Praparates mit
dem Glockenzahlrohr erhalt man die B-Zahlrate zB. 1st E der
absolute Wirlingsgrad der Messung, so gilt:
z = E . N
Die 77-Strahlmessnng des Co60-Prdparates mit dem V-Zahl-
rohr ergabt die T-Zahlrate z2r. 1st F der absolute 'Air-
Tir-sgrad der .y-Messung, so gilt:
= P .
Milt man wkhrend der 2- and 1P-Messungen mit einem Koinzi-
denzverstarker die Koinzidenzen zr , so gilt ausserdem:
B
z = E? ? N
..ns den 3 Gleichungen far zB, z.e, and zBI, findet man fUr
die absolute Aki,ivitat N:
zB ? Z.7
zB1
vp erhalt N in Zerfallen pro sec and rechnet nach der Be-
ziehang 3,7 . 1010 Zerf./sec = 1 Curie um.
58
FUr die Messungen konnen allgemein Ubliche Glockenzahlrohre
und ?P?Zdhlrohre verwendet werden. Korrekturfaktoren tre-
ten nur wenige aaf, so dass die Methode experimentell ein-
fach wird. Sie let jedoch nur fUr einige Strahler exakt an-
zuwenden and erfordert eine umfangreiche Messarbeit.
Den Versuchsaufbau zeigen die beiden Skizzen in 6. Ergdn-
zungen. Das Prdparat let mOglichst nahe am lr-Zdhlrohr an-
zuordnen, damit die B- and w-Zdhlraten sich nicht zu stark
unterscheiden.
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Allgemeines
Es empfieh1t sich, vor Beginn der Messungen eine genaue
Messtabelle aafzustellen, die die Reihenfolge der Messun-
gen and die zu notierenden Zdhlraten genau enthdlt. Man
Uberlege dabei, welche Zdhlraten am ldngsten and genau-
esten zu messen sind, damit in der vorgeschriebenen Ver-
suchszeit em n mtiglichst kleiner Messfehler auftritt.
Kontrolle der Koinzidenzapparatur: Vor Beginn der Messun-
gen muss die Verstdrkung am Koinzidenzgerdt and am Unter-
setzer so einreguliert sein, dass die Impulse von B-Zdhl-
rohr and vom 10-Zdhlrohr unabhkingig voneinander registriert
werden. Lurch .Herausziehen des Anschlusskabels fUr das B-
Zahlrohr bzw. fUr das 1-Zdh1rohr kann das unabhangige Ar-
beiten leicht UberprUft werden.
5.2. Ermittlung der Zdhlraten z2 and
und
5.2.1. Bestimmung von zia
1st das Prdparat in das Zdh1rohrgehause eingeschoben, so
registriert man mit dem Glockenzdhlrohr die B-Strahlung and
einen kleinen Tell der 'a' -Strahlung, da jedes Glocken-
zdhlrohr stets auch in geringem Masse aaf r-StrRhltIng an-
spricht. Da wir inner den Nulleffekt mit registrieren, er-
halten wir eine Zdhlrate (z(B + 0))' die darch die 13-
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
59
1111
11+
1ft
Ii
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Trt, ;'r ?
"71-et-1-a'
1.?;.=
?rrr
--?-????3.
=
7rf:
1:11-2
f
. ????:.7-""
iie -
fey_r.
'fez
rre-==
-
17'
?aLie ekr TC:7,
=I-cr
T A
1-
67,7: / ? /
I - ?
_.r C)
A 1
-Zes lczre*
_
- az-.;? ? 1-1=i art crTttl.-
'6" A
-atmt-7 - zme_ mefsl: azs.
=
0)/rr-E
er.-)
Tr=
Ta-r d:EZ 3:ass kozitzoiliert
-4e-rdrem, at dee sr_f -Stza-^1.2z1g szisr.zich:t.
rj
Zw-faz_zzsz.1.-ieTz.en des 5:-.1 3.2.1. yez-
aentlel-,e-7/ Aitear-ae-z-z. 7 --,?7-11-c....ro.!..z =if Pzdraz-at
1-7Trr. -7-a:sef ie nicht wesentlfell,
En- dazr,_?
oe Atso-bez
11"i. ist, Stets eizten.
SG
entsprechenden Aluminiumabsorber vor das 710 -Ziihlrohr zu
schieben.
Dann registriert man mit dem -Zdhlrohr eine Zdhlrate
(z(z, .4. 0)), die nur von der 2, -Strahlung and dem Nulleffekt
herrtihrt. Mit der entsprechenden Totzeitkorrektur ergibt
sich dann die Zahlrate nach einer Nulleffektsmessung (z0)
aus der Differenz:
Z = Z + 0) g1 (Tr) ? z(0) g2 (r3)
(z(7f 4. 0) - z(0)) g (/71)
Hierbei bedeutet ta, die Totzeit des I -Zifth.lrohres and
gY) -
1
1 4. Z 0 tr7, f erz,
die Totzeitkorrektur.
5.2.3. Bestimmung von zB?e
Zdhlen das -Zdhlrohr and das 13-Zdh1rohr, so registriert
das Zdhlwerk des Koinzidenzgerates die gleichzeitig auf-
tretenden 13- and -Impulse (zBO). Da das Glockenzdhlrohr
such einige -Strahlen mitz?t, werden such Koinzidenzen
(zr2r) zwischen zwei -Qu.an.ten registriert. Durch die kos-
mische Strahlung and den Nulleffekt ergeben sich such ohne
Prdparat Koinzidenzen (z00). Rein zufallig bedingt durch
das AuflOaangsvermogen des Koinzidenzverstarkers entstehen
bei hohen 13- and -Zdhlraten noch einige zufallige Koinzi-
denzen (zz). Wir registrieren also am Koinzidenzzdhlwerk
eine Zdhlrate00 + z) (z, N), die durch oo?
and zufdllige Koinzidenzen zustande kommt.
Setzen wir vor das Glockenzdhlrohr einen Aluminiumabsorber,
so ktinnen keine 13-Koinzidenzen mehr auftreten. Wir re-
gistrieren sodann eine Zdhlrate (zyr+ 00 + , %), die nur
k z)
61
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
durch diem 00- und zufUlligen Koinzidenzen bedingt 1st.
Beachtet man die Totzeitkorrekturen, die durch die Totzeit
des Glockenahlrohres und des r -Zdhlrohres anzubringen
sind, so ergibt sich leicht die Adherungsformel:
+rr+ 00 +
* *
z1) z + 00 + z2) zz3 g (TB) ? g()
Das dritte Glied in der hammer beracksichtigt die 21?i-
gen Koinzidenzen (zz), die bei einer Zdhlrate za und zr
auftreten. Sie lessen sich leicht axis der Formel
zz = 2t1 zB zr
berechnen, wobei Tic dam KoinzidenzauflosangsvermOgen des
Xbinzidenzverstarkers bedeutet und elektrisch mit einem
Doppelimpulsgeber oder durch einfache Zdhlungen bestimmt
werden kann. Das KoinzidenzauflOsungsvermtigen let am Koin-
zidenzverstarker angegeben. Die Totzeitkorrekturen berech-
net man axis
und
1
g - 1 - (zo3 +y+ &TB
g* (TT) 1 -
(z (T+ o) 1t.
1
5.3. Abschdtzung des Messfehlers
Der Febler der Aktivitdtsbestimmung ergibt sich nach dem
GAUSSischen Fehlerfortpflanzungsgesetz axis der Formel ftlr
= za:
zBr
62
N _
AzB 2 Azy 2 Az 2
( zB ) + +
Die Zdhlraten zx (= zB; = z/ ; = zBI) werden sus der Diffe-
renz zweier Zdhlraten (z1' z2) ermittelt. (Bei der Koinzi-
denzrate wird der Fehler von zz vernachldssigt.) Der abso-
lute Fehler dieser GrOssen ergibt sloh deshalb aus (siehe
Grundmessungen):
6 = z12 + A z22
Man liberlege, welche systematischen Messfehler bei dieser
Absolutmethode auftreten konnen.
6. Ergdnzungen:
6.1. Zdhlrohranordnung
Abb.19
ZP
PR
Zr
ZB = Glockenzdhlrohr
PR = Praparat
Zy=r-Zdhlrohr
63
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part- Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
6.2. Blockschaltschema
RT
HS
Abb..14
KV
ZO
Us
ZW
RT = Regeltransformator, ES = Hochspannungpgerdt,
= Kolasidensverstdrker, ZIG = Zahlrohrgehduse, US = Un-
terse-ter, Zi = Zdhlwerk.
64
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Relea
Versuch P-12: Absolute Aktivitatsbestimmung mit dem
411' -Zdhlrohr
1. Aufgabenstellung:
Absolute Aktivitatsbestimmang eines T1204-PrEparate8 mit
dem 41r-Zdh1rohr.
2. Literatar: (2, 7, 21, 22)
3. ZubehUr:
41t-Zah1rohr mit Pampstand
1 Hochspannungsgerdt
1 Untersetzergerdt mit Stoppuhr
1 Totzeitstufe
1 Messingschieber mit Tl204 au f sehr &inner Unter-
lage
1 Bedienungsanweisang fUr die gesamte 41r-Messan-
ordnung
4. EinfUhrung:
Bei einer Zdhlrohrmessung mit den Ublichen Zdhlrohren ge-
langt nur em n kleiner Tell der vom Prdparat ausgehenden
Strahlung in das Zdhlrohr. Die Strahlung wird in der Daft
und lm Zahlrohrfenster absorbiert. Diese ZAhlverluste k?n-
nen vermieden werden, wenn das Prdparat direkt in das
rohr gebracht wird.
Die Zdhlrohre, die die gesamte vom Prdparat aasgesandte
Strahlung erfassen, heissen 4r-Zdhlrohre. Sie registrieren
die Strahlung im vollen Raumwinkel 47. Die Abb. 15 zeigt
den prinzipiellen Aufbau des hier benutzten 4T-Zdh1rohres.
Das 4T-Zdhlrohr besteht ens einem Metallrohr (M), das
durch einen Schieber (Sch) in zwei Halbzylinder geteilt
ist. Jeder Halbzylinder 1st als vollstdndiges Zdhlsystem
(ZD = Zdhldraht) ausgebildet. Das Prdparat (10 liegt in
? 50-Yr 3/ . -RDPRi_nin ,v1 A
65
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
der Mitte zwischen den beiden Systemen in ether Ausbohrung
des Schiebers auf ether
dannen Folie and strahlt
direkt in das untere and
obere Zahlvolumen, so
dass der gesamte Ream-
winkel 47r. erfasst wird.
Zur Registrierung konnen
die Systeme einzeln oder
such parallel verwendet
werden. Sind beide Sy-
steme parallel geschal-
tet, so besitzt dieses Zahlrohr einen geometrischen Wir-
kangsgrad G = 1. RUckstreuung and Absorption treten nur an
der diinnen Unterlage des Praparates auf. 1st bei einem Prd-
parat die Selbstabsorption zu vernachlassigen and wird vom
Zahlgerat ohne Verlust jeder vom Zahlrahr abgegebene Impale
registriert, so werden she Teilchen, die das Praparat
emittiert, gezahlt.
Die Absorption in der PrEparatunterlage kann durch Verwen-
dung dlinnster Folien so gering gehalten werden, dass sie
bel energiereicher Strehlpng zu yernachlassigen 1st.
Wenn Pro Atomzerfall mindestens em n ionisierendes Teilchen
entsteht, gilt fur die absolute Anzahl der Atomzerfalle N:
N = z
(zu = Zahlrate bei Parallelschaltung.)
Das Zerfallsschema des T1204 zeigt die Abb. 11 (Versuch
P-10). Die Haufigkeit des L-Einfanges 1st mehrfach bestimmt
warden. Der Mittelwert liegt bei 3 %. Die Selbstabsorption
In den kleinen Kristallchen von 2 bis 3)u Durchmesser, axis
denen nach dem Eindampfen die aktive Schicht besteht, kor-
rigieren MEYER-SCHUTZWISTER and VINCENT mit 1,2 %.
Die wahre Zerfallsrate:
66
N = z korr.
5. Arbeitsanleitung:
Nachdem das auszumessende Praparat in das or -Zdhlrohr
vorschriftsmassig (nach Bedienungsanweisung) eingebracht
worden let, and das 4T -Zahlrohr ausgepumpt und gefUllt
wurde, kann die Zahlapparatur in Gang gebracht werden.
Die ZahIung wird mit der Totzeitstufe vorgenommen, da sich
hiermit eine definierte Totzeit and eine genaue Korrektur
der Zahlrate erreichen lassen and die Plateaus der Zahlroh-
re besser werden. Gelangt em n Impale sue dem Zahlrohr aif
die Totzeitstufe, so gibt dieser auf die Kathode des Mal-
rohres einen Impuls von 600 V, wodurch das Zdhlrohr aasser
Betrieb gesetzt wird. Die Lange dieses Impulses kann mit
dem Knopf "Totzeit" eingestellt werden. Es let bei 5 in sec
Totzeit zu zahlen. Alle Messwerte mUssen deshalb mit dem
Totzeitfaktor fiir 5 in sec korrigiert werden. Der Impala aus
der Totzeitstufe wird auf einen Untersetzer gegeben and re-
gistriert.
Zunachst sollen die Zdhlrohrcharakteristiken der beiden
Systeme einzeln and in Parallelschaltung aufgenommen wer-
den. Die Arbeitsspannungen sowie Plateauanstiege sind zu
ermitteln. Mit parallel geschaltetem System wird die Mal-
rate zM mindestens 5 mal auf 1 % Genauigkeit bestimmt.
let das Praparat bestimmt, wird das Zahlrohr wieder nach
Vorschrift gedffnet and em n leerei Praparatschieber einge-
schoben. Das Zahlrohr wird erneut ausgepumpt and gefallt
and der Nulleffekt bei der gleichen Arbeitsspannung be-
stimmt.
Nach diesen Messungen bleibt das Zahlrohr mit der Gasfill-
lung stehen. Es 1st darauf zu achten, dass bei Verlassen
der Apparatur die Wasserkthlung und die Heizung Bowie die
Vakuumpumpe abgestellt sind. Die Vakuumpumpe muss anter 1
at Druck abgestellt werden. (Hahn H1 richtige Stellung ge-
ben!)
Aus der Zahlrate mit Praparat kann nach Abzug des Nullef-
67
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
11
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
fektes und BerUcksichtigung der Korrekturen die Anzabl der
Atomserffille N und somit die absolute Aktivitdt in CURIE-
Einheitdn (1 C = 3,7 . 1010 Atamzerfalle pro sec) angege-
ben werden.
SS
Vsrsuch P-13: Bestimmung von Dysprosium in Holmiumoxyd mit
Hilfe der Aktivierungsanalyse
1. Aufgabenstellung:
1.1. Bestimmung des Neutronenflusses der Ha-Be-Quelle.
1.2. Bestimmung der prozentualen Verunreinigung von Ho
mit Dy.
1.2.1. Mit Hilfe der Absolutmethode.
1.2.2. Mit Hilfe der Vergleichsmethode.
1.3. Bestimmung der Halbwertzeiten von Dy und Ho sus den
gemessenen Zerfallskurven.
2. Literatur: (7, 23)
3. Zubehdr:
1 Neutronenquelle (Ra-Be-Quelle)
1 Dy-Prdparat (Dysprosiumoxyd)
1 Ho-Praparat (Holmiumoxyd)
2 Zahlrohrgehause mit Bleischutz und je einem
Glockenahlrohr
1 Untersetzergerat mit Zahlwerk
1 Hochspannungsgerat
1 Stoppuhr
4. EinfUhrung:
4.1. Allgemeines
Die Aktivierungsanalyse let eine Methode der Radiochemie
zur qualitativen and quantitativen Bestimmang unbekaanter,
in kleinsten Mengen (nicht mehr durch allgemeine Methoden
erfassbar) vorhandener Elemente.
Die Methode beruht darauf, dass bestimmte inaktive Elemente
bei Bestrahlung z. B. mit langsamen Neutronen radioaktiv
und hierdurch, wegen der empfindlichen Nachweismethoden
radioaktiver Isotope, Behr gut nachweisbar werden.
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 50-Yr 2013/09/12 ? CIA-RDP81-01043R002300240007-q
69
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Mot Alnwndbarkoit dor Method? setzt dabei vorens, dass die
OmAandlangawnhrcheinlichkeit (Wirkungsquerschnitt) gross
it, dio StIrCallseit des antstehenden radioaktiven Ele-
moutctzl uiOtt DU kurs and die eraittierte Strahlung gut mess-
tat.
N%-t..a &In a=ptanwondant;egebiet, de= Nachweis von spuren-
die Zahl der aktiven Kerne nach der BestrAhlungszeit 8 :
f 6 A (1 - e"(3
A - )
0
Unmittelbar nach Ende der Bestrahlung 0) ist die Ak-
tivitat der Probe
h4ttan
4t,n,$v.wa.lt,
IIA
41U:1:MIOZUWIDUVU
pieNhaN'att.wer-st:
tIazt.:1
4.1aictis
mwri1,0-
Yorauroinie=sen,
am mz,hrerv
3a an:trec.teidett,
e,inas
T.A1;
-;tn,.:*.!=eat
d
NeNaw=aaf:las*
dit-r
dtrZ
wird
1
Slementes,
Xelatr...=en,
,tt
die Aktivierungsanalyse U.
ene nebeneinander in unzerstor-
mar Beetir=ung von Isotozen,
rar Auswertang von Pa,-
nae r one in omen
ec werden st=dig kif.nstlich
7:ans27-e Lk* der zro
r erne betr:=igt
6
Irro' :=7 =nd sec, .fer darat ife
tfrE.5.zferezh=2_1t ==d I lie
I-Z:tte* It .1.ez-7-en dieo
Eal'rwer7.-e47:
a.
N = f 6 A (1- e?X@).
Bach der Zeit 15' vote Ende der Bestrahlung an gerechnet ist
did Absolutaktivitat nar noch
? AAT
NY = BO e ?
Bach genUgend langer Bestrahlung (einige Halbwertzeiten)
wird em n Gleichgewicht zwischen Zerfall and Bildung akti-
ver Kerne erreicht. Von da an kann man die Aktivitat nicht
mehr erh?hen. Es ist "Sattigung" eingetreten.
Bestrahlungsdaaer Erreichter Bruchteil
in Halbwertzeiten der Stittigungsaktivitat
=
Z4
.:22.mem
-:":".Lr
1/2
1
2
5
7
10
T1/2
T1/2
T1/2
T1/2
T1/2
T112
0,29
0,50
0,75
0,968
0,992
0,99902
=47s
A.:_e 13**
azz
Z-etezif4=-=-z's.eft ifee-
All
a:vifTen Kerne
3:e_f:ilz*ftffz* akIfTer Kerne
*
zea- '1=m.:111re Zler 3.1-1.ive= Kerr:* re.7.=7.
3ztimst, rvei Aateile= mas-T=men.-
*
Bach 7 Halbwertzeiten Bestrahlung ist demnach die Sdtti-
gangsaktivitiit bis auf etwa 1 erreicht.
Im Palle der SdttigangsaktivierunK gilt
No = f 6 A
In dieser Aufgabe soil die Menge My bestimmt werden, die
71
Declassified in Part- Sanitized Copy Approved for Release ? 50 -Yr 2013/09 1 : - D -
ii
1,
1
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
in ei-TPT1 Ec-Pragarat enthalten 1st. Diese beiden seltenen
Eden :saben f--1= einen Praktikansversuch fast idea1e
schaften:
165
Dry- Ho166
sq2
6
a
139 min
7,25.10-24cm2
1,2 MeV
27 h
60.10-24cm2
1,8 MeV
Ib=e Werte fur T1/2 sind nicht zn kurz und nicht za 1P.mg
and crlerscheiden sich gut messbar. Ihre Wirkangsquer-
=chnie and S-Energien sind relativ gross.
Es we=aem eim mit Dy verunreinigtes Eo-Praparat and =am
Tezzleich ei= =eines Dy-Praparat bestrahlt.
EL.-7e
72
arIFArin
!
Chl
a in abb. 16 = zemessene Earve
m b = Allstrve der kurziebigen Ian=c-
-rtente
c = Ih9allskurve aer langletigen Thm=o-
-ezne
Die Abfallskurve eines mit einem anderen Stoff verunreinig-
ten Praparates hat etwa das Aussehen der Abb. 16, diejenige
eines reinen Praparates hat das Aussehen der Abb. 17.
Im vorliegenden Versuch ist die chemische Zusammensetzung
des reinen Praparates: Dy203 und die des verunreinigten:
11?203.
4.2. Zur Bestimmung dee Neutronenflusses f
Der Neutronenfluss f lasst Bich nach
No
f =
6 12
bestimmen. Es mitssen hierzu der Wirkungsquerschnitt , die
Atomzah12 des aktivierten Stoffes und die Absolutaktivi-
tat No bekannt sein. Es wird die Khrve des reinen Dy-Prapa-
rates verwendet Abb. 17).
6
1st aus obiger Tabelle zu entnehmen, 12 bestimmt man
Dy
aus dem angegebenen Gewicht des Dy203 und seinem Mol-Ge-
wicht. Bei der Berechnung der Atomzahl 12 der aktivierba-
ren Dy-Atome muss berticksichtigt werden, dass nur 28,18
Dy164 (des bier interessierende) im natUrlichen Dy enthal-
ten sind (deswegen 12 und nicht A2!).
No wird aus der Gleichung gefunden (s. Versuch P-9)
z2,0 = N2t .
z2,0 1st die auf-3 = 0
Dy-Praparates.
Hierin sind ftir unsere
flr =
fs = 0,95
fR =
fA =
E 13 = fM = ft' ?1$ 1
G2 eB fM fl.fS fR &f
extrapolierte Zahlrate des reinen
Versuchsanordnung zu setzen:
1,03 + 0,02
0,95 + 0,03 (Praparat dicht unter Zahlrohrfenster!).
73
N
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
?
Der Geometriefaktor G2 wird nach Messung der Entfernung
Prdparat - Zdhlrohr einer im Praktikum aasliegenden Kurve
entnommen. (Die Ermittlung solcher Kurven nimmt vie]. Zeit
in Anspruch, siehe VersucheP-9 and P-15.)
4.3. Zur Bestimmung der prozentaalen Verunreinigung von Ho
mit Dy
4.3.1. Zur Absolutmethode
Es soil die Verunreinigung mm 110203 aus der Zerfallskurve
Abb. 16 bestimmt werden. Die Kurve a in Abb. 16 hat bei
.i.Y= 0 den Wert z1,0. Es gilt dann die Gleichang
141 G1 CB fM ;cfsfR fA fu
FUr Bestrahlung bis zur Sdttigungsaktivierung gilt
N1 = f 6 X
und damit
A = Ni = zieo .
1 6f
6fG1EfMffSfRfAfU
G1 1st wieder nach Messang der Entfernang Prdparat - Zdhl-
rohr der ausliegenden Kurve (s. o.) zu bestimmen. (G1 and
G2 entsprechen den beiden Messapparaturen.)
Die Ubrigen Faktoren haben dieselben Werte wie in 4.2. an-
gegeben.
Il' die gafundene Anzahl der aktivierbaren Dy-Atome, 1st
wieder, wie in 4.2. beschrieben, aaf die Gesamtzahl Al an
Dy-Atomen zu korrigieren.
Zur Berechnung des %-Satzes an Dy-Atomen mm 110203 1st die
Zahl der Ho-Atome pa ermitteln, tinter BerUcksichtigung der
gefundenen Zahl von Dy-Atomen.
74
4.3.2. Zur Vergleichsmethode (Relativmethode)
Bei Anwendung der Relativmethode genUgt es, wenn die Zdhl-
raten fUr Dy sowohl aus dem Standardprdparat (z2) (100 %
aller Zerf. sind Dy-Zerf.) als auch aus dem verunreinigten
Ho203-Prdparat (zi) zu einem bestimmten Zeitpunkt bekannt
sind.
Man nimmt einen Wert z aus Kurve c der Abb. 16 zar Zeit
4Y and einen Wert z2 aus der Standardkurve (Abb. 17) zur
gleichen Zeit. Dann let:
A = A
1 2 z2'
wobei A2 die Zahl aller Dy-Atome mm Standardprdparat 1st
(Berechnung wie oben). In unserem Palle mUssen z1 and z2
allerdings noch aufeinander korrigiert werden. Wir haben
in zwei verschiedenen Apparaturen gemessen, also verschie-
dene Geometriefaktoren G/ and G2!!
Z1 G2
A = A .-1 2 z2 UT
(Die Ausmessung des Abstandes Praparat - Zdhlrohrfenster
1st moglichst genau durchzufUhren.) Axis diesem A1 1st die
unbekannte Dy-Menge einmal in "mg" and dann in Prozenten
der Menge des Ho anzugeben. Bei grOsserem Dy-Anteil muss
dieser bei der Berechnung der Menge Ho mm Ho203-Praparat
berUcksichtigt werden.
4.3.3. Zur Bestimmung der Halbwertzeiten von Dy165 and
110166
Die auf.8' = 0 extrapolierte Kurve c in Abb. 16(Ho-Zerfalls-
kurve) zieht man von der Gesamtkurve a ab and erhdlt die
Dy-Zerfallskurve. Aus beiden ermittelt man die Zeiten,
nach denen die Zdhlrate auf die Hdlfte abgesunken 1st
(T1/2). Man vergleiche mit dem T1/2 aus der reinen Dyspro-
siam-Zerfallskurve and den Literaturwerten.
75
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release
50-Yr 2013/09/12 ? CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
LI;
5. Arbeitsanleitmng:
Des Dysprosium und Holmium befinden sich suf Plexiglastel-
lern ala Dy203 And Ho203. Sie Bind mdglichst gleichmassig
aufgebracht und mit einer dUnnen Zaponlackhaut befestigt.
Sie werden gleichzeitig in den Neutronenstrom gebracht. Da-
zu zieht man den Schieber aus der Abschirmung der Neutro-
nenquelle (N.Q.) hersus, legt die Plexiglasteller fest emn
(leicht andrUcken) und schiebt die Flihrung langsam em.
Uhrzeit festhalten (Beginn der Aktivierung).
Die Dauer der Bestrahlung richtet sich in erster Linie nach
den entsprechenden Halbwertzeiten und der gewUnschten Akti-
vitat. rDy165 ist 11/2 = 139 min und far Ho166 11/2 =
27 h. Bestrahlt man beide Proben etwa einen Tag, so ist flir
Dy165 praktisch Sdttigungsaktivitlit erreicht; das Ho166 ist
fiber erst auf die Halite der Sattigungsaktivitdt angewach-
sen. Die Proben werden mindestens 1 Tag vor Beginn des
Praktikumsversuchs eingelegt.
Am Tage des Praktikams wird zuerst die Zdhlvorrichtung
zdhlbereit gemacht:
a) Hochspannung mindestens eine halbe Stande vor Messbeginn
einschalten!
b) Nullwerte der beiden Anordnungen messen!
c) Kentrollmessungen mit Uranstandard an beiden Anordnun-
gen!
Bret wenn a, b und c erledigt sind, werden die Prdparate
vorsichtig ens der Neutronenquelle herausgezogen. Die Mar-
zeit notieren(Ende der Aktivierung! IT= 0!)! Sie werden mit
Zangen von der FUhrung abgehoben, mdglichst schnell zur vor-
bereiteten Zdhlanordnung gebracht und mit der Messung wird
begonnen (jedoch nicht Ubereilen!)
Die Zerfallskurven z = f werden nun aufgenommen
(halblog. Papier verwenden!).
76
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release
Dy-Prdparat: Messungen in Abstdnden von 10 mm (etwa 1
Stunde lang), dann grossere Abstdnde wpalen! Als Messzeit
.D.aaf der Abszisse ist die mittlere Zeit der Einzelmessung
einzutragen.
Ho-Prdparat: Messungen in Abstdnden von 20 min (anfangs
such 10 min) wdbrend des ersten Vormittags.
Damit man in Ho-Praparat schliesslich noch den reinen An-
teil der HovStrahlung mlsst, muss man etwa noch 1 Tag war-
ten, bis Dy165 ganz abgeklungen ist. Am nachsten Tag wird
das Ho-PrIparat weiter gemessen in Abstdnden von 1 h. Man
erhdlt eine Khnliche Kurve wie die Karve a in Abb. 16.
Die Auswertung der Abfallskurven erfolgt in der unter 4.2.
bis 4.4. angegebenen Weise.
Dabei soil versucht werden, eine grobe Fehlerabschatzung
fUr den ermittelten Wert von f zu geben.
6. Ergdnzungen:
6.1. Kontrollmessunpen
Wahrend der Messungen an beiden Prdparaten ist es erforder-
lich nachzuprilfen, ob die beiden Zdhlrohranordnangen ihre
Empfindlichkeit konstant halten! Diese Prating nimmt man
mit einem Uranprdparat vor. Messungen in gleichem Abstand
des Uranpraparates von Zdhlrobr mUssten inner gleiche Zahl-
raten ergeben. Schwankungen korrigiert man auf den Wert,
der am haufigsten gemessen ist. (Etwa jede Stunde eine Mes-
sung mit dem Uranprdparat amsfUhren!)
Wahrend der Messung mit beiden Prdparaten mUssen diese in
der einmal festgesetzten Lage bleiben. Sie werden am beaten
zwischen den einzelnen Messungen unter dem Zdhlrohr gelas-
sen. Zur Schonang des Zdhlrohres schaltet man die Spannang
ab (abgeschirmtes Sabel gleich nach Beendigung einer Mes-
sung ens dem Untersetzer herausziehen und kurz vor Beginn
der nachsten Messung wieder hineinstecken).
77
50-Yr 2013/09/12 ? CIA RDP81 01041RnnrInn9Annn7 a
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Bei den Kontrollmessungen mit Uran werden die Prdparate
vorsichtig herausgezogen. Bei Messbeginn . 0) werden
sie so markiert, dass sie beim Wiedereinschieben gena u in
gleicbe Lege kommen wie vorher. Auch auf genau gleiche lia?
ge der Schieber 1st zu achten! Stdndig kontrollieren, ob
bei Bewegen des Zahlrohr?Anschlusskabels Bich das Zdhlrohr
nicht etwa mitbewegt! (Veranderung des Geometriefaktors
bringt Fehler in die Messung).
78
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release
Versuch P-14: Der Szintillationszdhler
1. Aufgabenstellung:
1.1. Prlifung der Spannungsabhdngigkeit der Lichtempfindr-
lichkeit des PSEV (integrierende Messung mit dem
Szintillationszdhler).
1.2. Abhangigkeit des thermischen Rauscheffektes von der
PSEV?Spannung und der Verstdrkereinatellung.
1.3. Aufnahme von Spannungscharakteristiken des Szintil?
lationszdhlers mit verschiedenen Szintillatoren and
verschiedenen radioaktiven Prdparaten.
2. Iiteratur: (2, 3, 24, 25, 26)
3. ZubehOr:
1 Regeltrafo
1 Hochspannungsgerat (rohrenstabilisiert)
1 Siebkette
1 Verstdrker mit Oszillograph
1 Untersetzer (duadisch)
1 Zahlwerk
1 Galvanometer
1 Photosekundarelektronenvervielfacher (PSEV)
1 Spannungsteiler mit Fassung far PSEV
1 Gehduse fOr PSEV
1 Praparatwechsler
1 Lichtleiter
1 Fassung f?r Lichtleiter
1 Zinksulfid?Leuchtschirm (5 mg/cm2 ZnS?Ag)
in Fassung
1 Anthracen?Leuchtschirm (ca. 0,2 mm stark)
in Fassung
1 Stilben?Ieuchtschirm (ca. 0,5 mm stark) In Fassung
1 Plastmasse?Szintillator (P 5) Pyren in Polystyrol,
5 mm hoch 33 mm in Fassung
50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
79
Declassified in Part - Sanitized Co .y Ap roved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
1 Plastmasse-Szintillator Pyren in Polystyrol
(P 33) 33 mm hoch, 33 mm 0
1 KJ-Kristen mit Ti aktiviert 33 mm 0, 32 min hoch
1 Fassung F33 flir Szintillator P33 und KJ-Kristall
1 Co60 -Priiparat ca. 0,1 p.0
204
2 Tl -Prkparate ca. 4)aC und ca. 0,1pC
1 Uranoxydpraparat
1 Al-Absorber
1 Stoppuhr
4. Einflihrung:
Organische oder anorganische Timinophore werden nicht mar
durch Licht zur Lumineszenz angeregt, sondern each durch
radioaktive Strahlung.
Jades Quant oder Teilchen erzeugt in Wechselwirkung mit dem
Szintillator Photonen, deren Zahl sowohl von der GUte des
Szintillators ale each von der Art des Teilchens und seiner
an den Szintillator abgegebenen Energie abhdngt. Die durch
em n Teilchen oder Quant erzeugten Photonen summieren sidh
zu einem Lichtblitz (Szintillation). Nur in wenigen, beson-
ders glinstigen Fdllen Bind diese einzelnen Szintillationen
noch mit dem Auge za erkennen. Zu ihrer Registrierung be-
nOtigt man einen Photosekunddrelektronenvervielfacher
(PSEV) und in den meisten P11en noch einen Impulsverstdr-
ker. ler PSEV jet im Prinzip eine Photozelle, in der die aus
der Photokathode ausgeldsten Photoelektronen durch den Ef-
fekt der Sekmnddrelektronenemission am den Rektor 106 bis
108 und mehr vervielfacht werden. Man beschleunigt die Pho-
toelektronen durch Anlegen einer Spannung und ldsst sie auf
eine Antikathode aus geeignetem Material auftreffen. Dabei
werden pro auftreffendes Elektron mehrere Sekanddrelektro-
nen gebildet, die wieder= durch em n Potentialgefdlle be-
sdhleunigt werden und aus einer weiteren Antikathode neue
Sekunddrelektronen herausschlagen. Dieser Vorgang wird tin
Photosekandarelektronenvervielfacher noch mehrmals (8-10 mal)
80
wiederholt, bis sus dem durch eine Szintillation an der
Photokathode erzeugten unmessbar kleinen Strom ein messba-
rer Stromimpuls am Ausgang des PSEV geworden let.
Die Empfindlichkeit des PSEV kann durch die Spannung zwi-
schen den einzelnen Elektroden variiert werden. Sie ].est
sich jedoch nicht beliebig erh?hen. Auch wenn kein Licht
auf die Photokathode des PSEV fdllt, werden sus dieser Bo-
wie aus den Prallelektroden thermische Elektronen easge-
lbst, die in gleicher Weise wie die durch Lichtquanten aus-
gelosten Photoelektronen durch das Vervielfachersystem ver-
vielfacht werden und am Ausgang des PSEV schwache, aber
noch messbare, Stromimpulse liefern. Durch diesen "Rausch-
effekt", der durch Kuhlung etwas herabgesetzt werden kann,
wird die Empfindlichkeit des PSEV fur Szintillationen be-
grenzt. Es ktinnen nur die Szintillationen registriert wer-
den, die aus der Photokathode genligend Photoelektronen ens-
Ibsen, so dass sich der entsprechende Stromimpuls am Ana-
gang des PSEV deutlich von den Rauschimpulsen abhebt.
Eine hohe Messempfindlichkeit des Szintillationszdhlers let
vor allem dadurch zu erzielen, dass man Szintillatoren ver-
wendet, die viel der absorbierten Energie in Licht umwan-
deln (gate Lichtausbeute) und dafiir sorgt, dass em n mtig-
lichst grosser Tell des emittierten Lichtes suf die Photo-
kathode gelangt.
Durch Art und Form der Szintillatoren kann man den Szintil-
lationszdhler an die verschiedenen Messbedingungen anpassen.
Sollen z. B. cC -Teilchen neben B- and? -Strahlung nachge-
wiesen werden, so verwendet man sebr Milne Schirme (ZnS-Ag,
.
5 mg/cm2). In diesen geben die ce -Teilchen ihre Energie
vollstandig ab. Dagegen werden B- und -Strshlen so gut
wie gar nicht absorbiert und deshalb each nicht registriert.
Zum Nachweis von B-Strahlung muss man, je nach Energie der
Strahlung, dickere Schirme verwenden (0,2 - 5 mm). HierfUr
sind vor allem organische Szintillatoren wie K?istalle aus
Anthracen bzw. Stilben oder Losungen organischer lumi-
81
!I
Declassified in Part - Sanitized Co.y Ap.roved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 ? CIA-RDP81-01043R002300240flo7 q
?!,
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
neszierender Substanzen in Xylol, Toluol oder Polystyrol
geeignet. Infolge der geringen Dichte dieser Substanzen
wird in ihnen 7 -Strablung nur relativ schwach absorbiert.
Zur Registrierung der 7-Strablung verwendet man grosse
Szintillatoren von hoher Dichte, damit em n moglichst gros-
ser Teil der Strahlung in ihnen absorbiert wird. Bewahrt
haben sich besonders Kristalle aus Natriumjodid, die mit
Thallium aktiviert werden. Da diese stark hygroskopisch
sind, mUssen sie gegen Feachtigkeit geschUtzt werden. Kali-
umjodidkristalle sind zwar weniger hygroskopisch, haben
aber em n geringeres Iumineszenzvermogen ale NaJ-T1. Ausser-
dem ettirt bei ihnen die B-Strahlung des natUrlichen Kalium-
isotopes K40.
5. Arbeitsanleitung:
5.1. PrUfung der SpannungsabhAngigkeit der Idchtempfind-
lichkeit des PSEV
Der Szintillator P 5 wird, wie in Abschnitt 6.3. Ergbinzun-
gen beschrieben, in den Szintillationszahler eingesetzt und
das Prdparat 4 A0 T12?4 'water den Szintillator geschoben.
Prdparat und Szintillator bilden eine Lichtquelle konstan-
ter Intensitat, mit der die Empfindlichkeits-Spannungscha-
rakteristik des PSEV aufgenommen wird. Die Schaltung let im
Blockschema Abb.18 (6.1.) angegeben. Damit das Galvanome-
ter nicht auf Hochspannung liegt, muss die Anode des PSEV
(+ Pal) geerdet werden. Es wird mit hochster Galvanometer-
empfindlichkeit gemessen. Bei abgeschalteter Spannung let
vorher am Galvanometer der Nullpunkt einzustellen. Die Clap-
rakteristik wird bis za einer Spannung von 1100 Volt (je
nach verwendetem PSEV) aufgenommen. Dabei wird die Span-
nung um jeweils 50 Volt gesteigert und nach jeder Einstel-
lung ca. 3 Minuten bis oar Ablesung des Galvanometeraus-
schlages gewartet. Ausserdem wird bei jeder Spannung der
Galvanometerausschlag abgelesen, der sich einstellt, wenn
eich kein Prdparat unter dem Szintillator befindet (Dinkel-
82
strom); dieser wird vom Messwert abgezogen. Die so gefunde-
nen Werte sind em n Mass fir die Empfindlichkeit des PSEV.
Die Spannungsabhdngigkeit der Empfindlichkeit let auf ein-
fach logarithmisch geteiltem Millimeterpapier (Nr. 495)
darzustellen (Spannung auf der linearen Skala aaftragen).
5.2. Abhdngigkeit des thermischen Rauscheffektes von der
PSEV-Spannung und der Verstdrkereinstellung
Der Szintillationszdhler wird ohne Szintillator in den Prd-
paratwechsler eingesetzt. Hierzu let die Szintillatorfas-
sung F 33 auf das Gehduse aufzuschrauben.
Die Schaltung dee PSEV ist im Blockschema Abb.19 (6.2.)
angegeben. Bei dieser Messung muss die Photokathode (nega-
tiver Pol) auf Erdpotential gelegt werden, da Bonet schon
bei relativ niedrigen Spannungen an der Anode des PSEV
StOrimpulse auftreten, die einen erhohten Nulleffekt oder
em n "Reaschen" vortduschen. Die besondere Siebkette dient
dazu, eine schwache, der Hochspannung Uberlagerte Wechsel-
spannung zu beseitigen. Mese hat zwar auf die einzelnen
Messungen keinen Einfluss, stOrt aber die Beobachtung der
Impulse am Oszillographen. Der Verstdrker am Oszillographen
(y-Amplitude) wird auf 1:1 (htichste Verstdrkung) einge-
stellt. Am Untersetzer wird der direkie Eingang benutzt.
Die Spannung am PSEV wird um jeweils 50 V erhOht und die
&dal der Imp./Min gezdhlt. Bei niedrigen Spannungen ist
die Zdhlrate Null. (Eventuell auftretende Impulse rUhren
von NetzstOrungen her.) Bei einer bestimmten Spannung setzt
das Rauschen em. Die Spannung am PSEV wird nicht welter
erhOht, wenn die Zdhlrate mehr ale 30 000 Imp./min betr?.
Man Uberzeuge sich, dass das Einsetzen des Rauschem nicht
allein von der Spannung am PSEV, sondern each von der Ver-
stdrkereinstellung abhdngt (Verstdrker am Oszillographen
auf 1:3 einstellen und Einsatzspannung fUr das Rauschen
feststellen). Die Charakteristiken in Aufgabe 5.3. werden
83
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
mar bis sir Spaaaang aufgenommen, bei der das Ramschen we-
niger ale 200 Imp./min betrIgt.
5.3. Anfnahm= von Saannmngscharakteristiken des Bzlntilla,
ticammghlere nit verschiedenen Szintillatoren mnd ver-
schiedenen radioaktiven Prdoaraten
Schaltung wie bei 5.2.,Verstdrker am Oszillographen auf
1:3 einstellen! (Mer Verstarkangsgrad des verwendeten Ter-
starkers hangt recht stark von der ffetzepo.?,n-rng as. Mese
=nes daher wdbrend der Nessreihe mit Bilfe des Begeltra-
foe anf 220 Telt g=l1Piten warden.)
its Ix-fro-v*1,i= der Bpannangscharekteristik geschiebt in
4eichen Weise wie beim Zahl-Chr. In Gegensatz re.= Uhl-
rahrch=e1-zeristik
is.; die Charakteristik des Srint-illa-
--;nm-EN-n=-s ens den ob=7, g=Tt=nnten Grt'nden =wnrig van
der Jtn. LnE TOXM des Brim:dilators and van der Art rnA
der
der Strahlnng. lte
1:fints Mazib 'leder Bp=,,minnoseinst=1177.nr, wird ca.
gewartet. Mr= werden die
7iP-1-raten warden jeweils eime
75 =mate=
Eessunnem
lq=?z4(7-n-,
mit dem v=-entdeA=Tien -D-Roaraten:
ng.
11,1- -
p3 CD60 MM..5.
Da c0 (B-Btrablang mit 1 = 12-
Ibscrer ausreblandet)
tfmtere-men=der nnd be. der glefOben FSFV-So=TTnr-ng darahne-
fi!hrt, 11S:--='"zhem. wird der Rulleffekt besti=mt. is Spam-
_
mang ISTS wird jeweils an 50 V erb5ht his mu dem Wert,
bell der. der RRUSzih,,-"ett (sfehe nn. 23D imm./iin
je 1111P-akteristiten sird =ter Terwendnng -Dolg=mn., szia-
tillstorem anff=m4e.r.:
1.7-EristS11 mft Thslaitn ettivfert (bier ist infalne der
r4j3-B-Strahinmg aim honer
Mulleffett zm erwarten),
37 (1".7-ial:in 1),:l.Y.5.7.Y=a1),
3,1
n
."?
7Plastnesse-,Szfr
Plastmaese-Szintillator P 5 (Pyren in Polystyrol),
Stilben-Schirm und
AnthracenSchirm.
Der Zinksulfidschirm ist so dtinn, dass wader B- nochT -
Strahlen mit ihm registriert werden. Man verwende ihn
Nachweis der Ot -Teilchen des Uranoxydpriparates und nehae
die Charakteristik auf.
Von alien Zghlraten ist etets der Nulleffekt abzaziehen.
Die Charakteristiken Air die
Tl204-B-Strahlung
Co60-7-Strahlung (Co-Praparat + Al-Absorber)
Co 60- B-Strahlung
(Zdhlrate des Co-Priiparates minas
Zdhlrate des gleichen Prdparates mit
Al-Absorber)
Uran-O:-Strahlung
sind jeweils auf em n Blatt log. geteiltea Millimeterpapier
(Nr. 495) einzutragen.
Die Ergebnisse sind zu diskutieren.
6. Ergdnzungen:
6.1. Blockschaltschema fur integrierende Messungen (Abb.18)
zu Aufgabe 5.1.
220
-2.-
220
?-?
Hock-
Skatan
"Wane-
spannung
taller
meter
PSEV
Abb.le
85
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
?
rat ?
Pr,
nur bis Ear Spannung aufgenommen, bei der das Rauschen we-
niger ale 200 Imp./Min betr?.
5.3. Aufnahme von Spannungscharakteristiken des Szintilla-
tionszahlers mit verschiedenen Szintillatoren und ver-
schiedenen radioaktiven PrUparaten
Schaltung wie bei 5.2.,Verstdrker am Oszillographen auf
1:3 ein-stellen! (Der Verstdrkungegrad des verwendeten Ver-
starkers hdngt recht stark von der Netzspannung ab. Diese
mass daher wahrend der Messreihe mit Hilfe des Regeltra,-
fos auf 220 Volt gehalten werden.)
Die Aufnahme der Spannungscharakteristik geschieht in der
gleichen Weise wie beim Zdhlrohr. Im Gegensatz zur
Z?-
rohrcharakteristik 1st die Charakteristik des Szintilla-
tionszahlers aus den oben genannten GrUnden abhangig von
der Art und Form des Szintillators und von der Art und
Energie der Strahlung. Die Zahlraten werden jeweils eine
Minute gemessen. Nach jeder Spannungseinstellung wird ca.
3 Minuten bis zur ersten Messung gewartet. Dann warden die
Messungen mit den verscbiedenen Praparaten:
0,1 p.0 T1204
0,1 AC So60 und
0,1 AC Co60 (B-Strahlung mit 1 mm Al-
Absorber aasgeblendet)
hintereinander und bei der gleichen PSEV-Spannung durchge-
fUhrt. Desgleichen wird der Nulleffekt bestimmt. Die Span-
nung am PSEV wird jeweils um 50 V erhOht bis zu dem Wert,
bei dem der Rauscheffekt (siehe
Uberstieg.
Die Charakteristiken sind tinter Verwendung folgender Szin-
tillatoren aufzunehmen:
LT-Kristall mit Thallium aktiviert (hier let infolge der
-40
-B-Strahlung em n hoher
Nulleffekt zu erwarten),
Plastmasse-Szintillator P 33 (Pyren in Polystyrol),
5.2.) ca. 200 Imp./min
84
Plastmasse-Szintillator P 5 (Pyren in Polystyrol),
Stilben-Schirm und
Anthracen-Schirm.
Der Zinkaalfidschirm let so dUnn, dass weder B- nochy -
Strahlen mit ihm registriert werden. Man verwende ihn zum
Nachweis der ot -Teilchen des Uranoxydpriparates und nehre
die Charakteristik auf.
Von ellen Zghlraten let stets der Nalleffekt abzutiehen.
Die Charakteristiken fUr die
Tl204-B-Strablung
Co60-y-Strahlung (Co-Praparat + Al-Absorber)
Co 60- B-Strahlung (Zahlrate dee Co-Praparates minas
Zahlrate des gleichen Praparates mit
Al-Absorber)
Uran-d:-Strahlung
Bind jeweils aaf em n Blatt log. geteiltea Millimeterpapier
(Nr. 495) einzutragen.
Die Ergebnisse sind zu diskutieren.
6. Ergdnzungen:
6.1. Blockschaltschema fUr integrierende Messungen (Abb.18)
zu Aufgabe 5.1.
-L 220
Hoch-
ponnung
Abb.19
tollar
'12;2214
PSEV
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
noWn
germ,-
motor
85
;-t
1'
4
c
Declassified in Part - Sanitized Cop Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
6.2. Blockschaltachema fUr Einzelteilchenahlung (Abb. 19)
(Aufgabe 5.2. und 5.3.)
Hoch-
spamung
Abb.19
220
Et
SP41^^1Inr?
Inputs-
Linter
Siebketts
+
toiler
verstiirat.
sitizer
Da
ziUo-
I I
[Uhl-
P3EV
groell
6.3. Schaltung und Aufbau des Szintillationszahlers
Die gleichmassige Verteilung der Spannung auf die einzel-
nen Stufen des PSEV geschieht durch einen Spannungsteiler
(Schaltung Abb.20).
Abb.20 t:M2
Der PSEV wird in die Fassung auf dem Gehduse des Spannungs-
teilers gesteckt. Da die einzelnen Szintillatoren schwer
an die gewtilbte Photokathode des PSEV anzupassen sind, wird
auf die Photokathode em n Lichtleiter sue Polystyrol saf-
gesetzt und mit ParaffinO1 fUr guten optischen Kontakt ge-
86
sorgt. Man fUllt die hohle Seite des Lichtleiters mit Pa-
raffindl und setzt diese so auf die Photokathode, dass sich
keine Diftblase zwischen Photokathode und Lichtleiter bil-
det. Nadh dem Aufsetzen des Lichtleiters wird das PSEV-Ge-
hduse Uber den PSEV gestUlpt und durch den Bajonettver-
schluss mit dem Spannungsteilergehduse verbunden. Der
Lichtleiter fait die obere offnang des Gehduses gerade sue
und wird mit Hilfe eines Uberwurfringes angedrUckt. Auf die
ebene Fldche des Lichtleiters werden die grosseren Szintil-
latoren (KJ-Kristall bzw. Plastmasseszintillator P 33) auf-
gesetzt, wobei mit einem Tropfen Paraffinol fiir guten opti-
schen Kontakt gesorgt wird. Danach wird die Fassung (F 33)
auf das Gehduse aufgeschraubt, die den Szintillator an den
Lichtleiter andrUckt und zugleich ale Reflektor wirkt. Die
dUnneren $zintillationsschirme sind in Fassungen eingekit-
tet, die auf das Gehduse aufgeschraubt werden. Ler Szintil-
lationszdhler wird in einen Prdparatwechsler eingesetzt.
Dieser ermOglicht es, die Prdparate in eine definierte Lege
anter den Szintillator zu bringen. Dies ist besonders wich-
tig bei der Registrierung von Ok-Teilchen, da schon dUnne
Absorberschichten (0,3 - 1 mg/cm), also geringe Abstands-
dnderungen zwischen Prdparat und Szintillator die Zdhlrate
wesentlich beeinflussen wUrden. Szintillator und PSEV sind
gut gegen Aussenlicht abgeschirmt.
87
nariaccifipti in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Teram.z..h P-15: Alphastrahlmessunven mit dem
Ssintillationszahler
-mittlens. de r zar Registriering 70/2
stS ?l?endichte eines an5-4-Ieneht-
.Itelirmats.
Vo.-elecen 8er Absorption von d:-Teilchen in Zepoan-
IA,rik.
Zer Reiehweite von
24)
-Zt.b.nrt;
d:-T,=.41e-mer. In
? 114ptAmsfermator
-^ iRalmens:s,gerRt
? Zta-TnatrelettrecenvezTfeafsenem- TPSET)
- .'STtrznruant,-steirler ma-r, ??ng
? ZiAbgut, PrIperst- ==1
..? :"Pmze.zellter 3s.m12.7.?zr.=--ir-1
"Z.V.ZZ
2X-27,:wert
? Zt-10,4h7:
417!
- $,7%t ia,tza.etrmQ'
arz
cher, in Stromimpulse umgesetzt, schliesslich mit Unterset-
zer und Zdhlwerk gezdhlt werden konnen. Ale Leuchtstoff
eignet sich z. B. sehr gut mit Silber aktiviertes Zinksul-
fid (ZnS-Ag), welches ale feines kristallines Pulver im
Handel erhdltlich let. Es wird in reinem Nasser auf einen
Glastrdger sedimentiert and bleibt nach dem Trocknen auf
dem Trdger haften. Bei der Wahl der Schichtdicke jet zu be-
rUcksichtigen, dass bei sehr dUnnen Schichten die oC-Teil-
chen im Leuchtschira nicht die voile Energie abgeben k?n-
nen (Impulse werden zu klein) and dass bei zu dicken
Leuchtstoffschichten em n Teil des Lumineszenzlichtes vom
Leuchtstoff selhst wieder absorbiert wird (Impulse werden
kleiner ale nach der absorbierten Energie dercC -Teilchen
zu erwarten jet).
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Ermittlung der zur Registrierung von a -Teilchen
gUnstigsten Fldchendichte eines ZnS-Ag-Leuchtschirmes
Nachdem die PSEV-Anordnung vorschriftsmassig (siehe 6. Er-
gdnzungen) in Betrieb genommen wurde, werden ZnS-Ag-Leucht-
schirme verschiedener Schichtdicke (1 - 12 mg/cm2) in die
Vertiefung des oberen Schiebers gelegt and zwischen die
Photokathode des PSEV and des cC -Strahl-Prdparat geschoben.
Es wird die Zahl der Impulse pro Minute gemessen, die das
gleiche Praparat mit den einzelnen Leuchtschirmen gibt
(Messzeit je 10 Minuten). Die Zdhlrate let ale Funktion der
Fldchendichte (mg/cm2) des Leuchtstoffes graphisch darzu-
stellen.
Der fUr weitere Messungen gUnstigste Leuchtschirm (hOchste
Zdhlrate) let anzugeben.
5.2. Messung der Absorption von e-Teilchen in Zaponlack
Die Zaponlackfolien werden nacheinander in die Vertiefung
des unteren Schiebers gelegt and zwischen Praparat and
89
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Versuch P-15: Alphastrahlmessangen mit dem
Szintillationszdhler
1. Aufgabenstellung:
1.1. Ermittlung der mar Registrierung von oC-Teilchen
Onstigsten Fldchendichte eines ZnS-Ag-Leudht-
schirmes.
1.2. Messung der Absorption von d:-Teilchen in Zapon-
lack.
1.3. Messung der Reichweite von d:-Teilchen in Tuft.
2. Literatur: (2, 3, 24)
3. ZubehOr:
1 Regeltransformator
1 Hochspannungsgerat
1 Photosekunddrelektronenvervielfacher (PSEV)
1 Spannungateiler mit Fassung fir PSEV
1 Gehause fUr PSEV mit Praparat- and. Ieuchtschirm-
halter
1 Impulsverstdrker mit Oszillograph
1 Duadischer Untersetzer
1 mechanisches Zahlwerk
1 Stoppuhr
1 offenes d:-Strahl-Prdparat
1 Satz Leuchtschirme (ZnS-Ag) verschiedener Fld-
chendichte
1 Satz Absorberfolien als Zaponlack verschiedener
Flachendichte
4. Einfiihrung:
cC-Teilchen erzeugen in einem geeigneten Leuchtschirm
Lichtblitze, die uber einen Sekunddre1ektronenvervie1fa-
88
cher, in Stromimpulse umgesetzt, schliesslich mit Unterset-
zer and Zahlwerk gezahlt werden konnen. Ale Leachtstoff
eignet sich z. B. sehr gut mit Silber aktiviertes Zinksul-
fid (ZnS-Ag), welches ala feines kristallines Pulver im
Handel erhdltlich 1st. Es wird in reinem Wasser auf einen
Glastrdger sedimentiert and bleibt mach dem Trocknen auf
dem Trager haf ten. Bei der Wahl der Schichtdicke ist zu be-
rUcksichtigen, dass bei sehr diihnen Schichten die 0C-Teil-
chen im Leuchtschirm nicht die voile Energie abgeben k?n-
nen (Impulse werden ma klein) and dass bei ma dicken
Leuchtstoffschichten elm Tell des Lumineszenzlichtes vom
Leuchtstoff selbst wieder absorbiert wird (Impulse werden
kleiner ala nadh der absorbierten Energie derCC -Teilchen
ma erwarten 1st).
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Ermittlung der mar Registrierung von d;-Teilchen
Onstigsten Fldchendichte eines ZnS-Ag-Leachtschirmes
Nachdem die PSEV-Anordnung vorschriftsmassig (siehe 6. Er-
gdnzungen) in Betrieb genommen wurde, werden ZnS-Ag-Leucht-
schirme verschiedener Schichtdicke (1 - 12 mg/cm2) in die
VertiefUng des oberen Schiebers gelegt and zwischen die
Photokathode des PSEV and das cC -Strahl-Praparat geschoben.
Es wird die Zahl der Impulse pro Minute gemessen, die das
gleiche Praparat mit den einzeInen Leuchtschirmen gibt
(Messzeit je 10 Minuten). Die Zdhlrate 1st ala Funktion der
Flachendichte (mg/cm2) des Leuchtstoffes graphisch darzu-
stellen.
Der ftir weitere Messungen Onstigste Leuchtschirm (htichste
Zahlrate) jet anmageben.
5.2. Messung der Absorption von 0C-Tei1chen in Zaponlack
Die Zaponlackfolien werden nacheinander in die Vertiefung
des unteren Schiebers gelegt and zwischen Prdparat and
Declassified in Part- Sanitized Copy Approved for Release ? 50 -Yr 2013/09
. - D -
89
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
gamsgs-Ler 1each:soh:7.m eeschoben. Lie Mblratem werden
b=s-iTnr-L. fEessdauer zle Folie etwa 10 Minat=n.) lie LahEn-
gdgkp.it iT=r !.:r1r=te von der Fl dote der Zaparlankfo-
e -wird graphisth aufgetraeen. an erhEllt au f dfese W4c.iss.
die Abscrytionskarve von Zaponlack fUr die st -Telrher
5.3. Rassanz der. Reichweite von cC -Teilchen in 74-2-DI
Be'chT,e4:p on -mei-2one= in Ia.!: au ermielm,
ward des -Teilchen emittierende ?raperc:. in verschiedens
Abs.:Ends van Ireachtschirn gebracht ant jedesmaa die ZEhlra-
7s 'nes-Limn:. Ler Abstand des Pas vam ieuchtsr-=ri-rrl
wird darnh Fe:atelier. des Stemmels, der des Pr-Extra: mc-E:gt,
yerEnder:. (Tarsicht! Nur rot markiert= aindelschraan= 15-
ser!) -Ne am S:fel des Steels nage-brach-Le Sknia gibt an
der B:elle, an der sic in Gehaase verschwindet, den Ihstamd
.des ""ates TOM Leachtsc'r4rmin on an- D4= TX7r1mste is:
in Ab:rFnmi==-=it TOM Prtneratabstnnd graahisah darmostallen.
Tin ie -'n1hro Yirr.t= resE'rlter. Tellchem mfaht mar
VOL der Esichwei:e der CC -Tell en a-char:en: sanaerm each
=an- TOM der 2sonetrie der Anor, nEssem al= semess=n=n
Werte - (G = Geometriefaktor, der sich mft dem Ilst=n;k'
des IrEnerstes ram ieuchtschirm andert) na1:inifziert we'-
L. Abb. 21 seit den Sasammethng zwisahen Ahstand des
In-Ineretes TQM ieachtschirm and Eie zezateme Ammrd-
manz (22azdhmesser des Ieachtschirmes = 2,9 am, Dc-ahmesser
nes PrEmarates = 2,S cm) nach der Porm=1 TanSIAL--'atITZ
be-
'c
Inch die korri.zierten ZEhlraten sind in AthEnzfzkeft TOM
Pmkparetabstend zmephisch aafaatraz.em. Differemmf=-1-, ram
dfese Ihrve, so erhUlt man eine Reichweiterer-Leilamg der
-Te
90
*P*P4L PVT- q""
co Wu. 4.? 51
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
91
?Pt:
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
6. Erganzungen:
6.1. PSEV-Anordnung und Blockschema der Schaltung
Des Gebduse, in das der PSEV eingesetzt wird, hat die Auf-
gabe, das Aussenlicht abzuschirmen. Mit Hilfe von zwei
Schiebern lassen Bich Leuchtschirme und Absorberfolien sus-
wechseln, ohne dass Licht auf die Photokathode Der
Praparathalter wird mit einer Klemmschraube gehalten und
verschliesst da' Gehause lichtdicht. Er darf nur abgenommen
werden, wenn keine Spannung am Vervielfacher liegt, da der
PSEV Bonet unbrauchbar wird. Der Abstand des Prdparates vom
Leuchtschirm kann durch Verstellen des durch die rot mar-
kierte Klemmschraube gehaltenen Prdparattragers variiert
werden. Wenn Bich das Praparat im Gehause befindet and
samtliche Leitungsverbindungen (Abb. 22 Blockschema der
Schaltung) hergestellt sind, wird die Hochspannung einge-
schaltet und langsam auf die vom Assistenten angegebene
220
--? Hoch-
spennung
A1111.22
?
SPannunr
tailor
220
-T)1
Jnipuls-
vorstbrkor
PSEV
Ostalo-
9 Ph
220
r
ZaM-
work
Irbeitsspannung hochgeregelt. Oszillograph und Untersetzer
werden dann in Betrieb genommen. Nach 15 Minuten let die
92
........
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release
Empfindlichkeit der Meseanordnung konstant and die Messun-
gen ktinnen beginnen. Die Impulse kOnnen im Oszillographen
gleichzeitig kontrolliert werden.
6.2. Formel nach BLACHMANN
1 2 2 ? Y
G = 0,5 [1 - T1:176771- (1+05/2
2 B2
(- ? (1+:)7/2 (1+09/2)
B
?1e3 (TR ? (1+09/2
32
(i+a)11/2
a = Abstand des Praparates vom Leuchtschirm
b = Durchmesser des Leuchtschirmes
= Durchmesser des Prdparates
50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
a3
(1+2)13/21
93
?
1.
1!
1
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Versuch P-16: AlphastrahImessungen mit dem Fankenzdhler
1. Aufgabenstellung:
1.1. Aafnahme der Charakteristik eines Funkenzdhlers.
1.2. Bestimmung der Zdhlrate eines cC -Strahlprdparates
and Fehlerberechnungen.
1.3. Priffung der statistischen Reinheit einer Zdhlung.
2. Literatur: (2, 23, 27, 28)
3. Zubehdr:
1 Regeltrafo
1 Spannungskonstanthalter
1 Hochspannungsgertit (5000 Volt)
1 Funkenzdhler
1 elektronisches Zwischenglied (zur Verbesserung
des AufldsungsvermOgens)
1 Untersetzergerdt
1 Stoppuhr
2 Uranoxydglasplatten als cC -Strahlpraparate oder
andere cC -Strahlpraparate
4. Einftihrang:
Der Funkenzahler (GREIKACHER: CHANG and ROSERBIUM) besteht
aus zwei Elektroden, (z. B. 1 Draht oder mehrere Drdhte ge-
gendber Metallplatte) die in einem geringen Abstand in 'aft
von Atmosphdrendruck gegendbergestellt sind. Zwischen die
Elektroden wird eine so hohe Spannung gelegt, dans gerade
noch kein Funkentiberschlag stattfindet, wohl aber eine Ko-
ronaentladung sich aasbildet. Strahlt man z. B. -Teilchen
in Drahtnahe ein, so werden Funkentiberschlage ausgeldst
(Behebung des Undverzugs). Die Impulse sind so stark, dass
sie zur Zdhlung der cC -Teilchen ausgenutzt werden ktinnen.
Das Aufldsungsveragen eines Funkenzahlers, d. h. die Zeit
94
bis zur Wiederherstellung der Rochspannung an der Funken-
strecke nach einem Funken let durch die Eigenkapazitdt C
and den hochohmigen Widerstaad Riim Stromkreis gegeben and
erreicht verhaltnismassig hohe Werte 0,1 sec). Mit ei-
ner besonderen elektronischen Anordnung ldsst sich jedoch
das AuflOsungsveragen verbessern. (Schaltung siehe 6. Er-
gdnzungen.)
Bei normalem Luftdruck spricht der Funkenzahler nar auf
cC-Strahlung an, was fiir viele Untersuchungen von Vorteil
let. Bin Nachteil des Fulikenzahlers let jedoch seine Emp-
findlichkeit a. a. gegen Laftfeuchtigkeit, Iluftdruck and
Iuftzusammensetzung.
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Aufnahme der Charakteristik eines Funkenzdhlers
Das cC -strahlende Prdparat 1st in den Funkenzahler einza-
bringen and die Charakteristik nach dem gleichen Verfahren
wie in Aufgabe P-1 (Grundmessungen am Zdhlrohr) aufzunehmen
and zu zeichnen. (Man kontrolliere den Nulleffekt bei eini-
gen Spannangen!) Plateau, Einsatz- and Arbeitssparmung sind
anzuge ben.
5.2. Bestimmung der Zdhlrate eines cC -Strahlprdparates und
Fehlerberechnungen
Die Zdhlrate eines cC -Strahlprdparates let mm Arbeitspunkt
zu ermitteln and mit der Zdhlrate eines zweiten Praparates
zu vergleichen. Fehlerberechnangen sind wie in Versuch P-1
durchzufaren.
5.3. PrUfung der statistischen Reinheit einer Malang
Die Prlifung der statistischen Reinheit einer Malang mit
dem Funkenzdhler erfolgt in der gleichen Weise wie die
Prilfung der statistischen Reinheit einer Zdhlung mit dem
Zdhlrohr in Versuch P-1.
95
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
, Versuch P-17: Betastrahlmessungen mit der Aluminium,
6. Ereinzungen:
Schaltung des Funkenahlers (Abb. 23) mit elektroni-
sohem Zwischenglied zur Verbesserung des AuflOsungs-
vermOgens
I"
AANO/V EZ
L1.
i Ri
OW
4C
Abb.23
EZ = elektronisches Zwischenglied
Wie wiirden Sie das Auflosungsvermogen eines Funkenahlera
bestimmen?
96
Ionisationskammer
1. Aufgabenstellung:
1.1. Spannungseichung des Elektrometers.
1.2. Abstandsvariation zwischen Al-Kammer and Prdparat
(Geometriefaktor).
1.3. Absorptionsmessungen mit Al-Absorbern; Reichweite-
und Energiebestimmung.
1.4. Rlickstreumessungen.
1.5. Bestimmung der Aktivitdt eines reinen Betastrahl-
Prdparates durch Vergleich mit einem bekannten Prd-
parat.
2. Literatur: (3, 7, 8, 29, 30)
3. Zubehifor:
1 Aluminium-Ionisationskammer (senkrecht) mit Elek-
trometer and Montagevorrichtungen
1 Beobachtungsfernrohr
1 Spannungsteiler
1 Hochspannungsgerdt
2 Prdparatehalterungen
Verschiedene Betastrahl-Prdparate
1 Satz Al-Absorberbleche
1 Satz Bleche und Pollen aus verschiedenen Mate-
rialien
4. Einflihrung:
Stdrkere radioaktive Prdparate konnen gut mit einer Ionisa-
tionskammer ausgemessen werden. Eine Ionisationskammer ist
im Prinzip ein Kondensator. Zwischen der positiven and ne-
gativen Elektrode befindet sich em n durch Strahlung ioni-
sierbares Gas. Iegt man Spannung an die Elektroden, so wer-
97
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 CIA-RDP81-01043R002300240007-q
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
den die erzeugten Ionen and Elektronen an die Elektro den
gezogen. Der Ionisationsstrom ist em n Mass flir die Intensi-
tat der eingestrahlten radioaktiven Strahlung.
Je nach Konstruktion, Verwendungszweck and Arbeitsweise der
Kammer unterscheidet man verschiedene Typen: Nach Konstruk-
tion: Plattenkammer, Zylinderkammer; nach Verwendungszweck:
? B-, k-Kammer; nach Arbeitsweise: Impulskammer, Inte-
grationskammer.
+(pytu)v
Die hier verwendete Kam-
mer (Abb. 24) ist eine
Al-Zylinderkammer fUr B-
Strahl-Messungen. Mit
dieser Ionisationskammer
(1.K.) wird der durch
+710V viele radioaktive Teil-
chen entstehende Ionisa-
tionsstrom integrierend
gemessen. Die I.K. arbei-
tet in Bereich der Satti-
gung, d. h. alle in der
I.K. erzeugten Ladungstra-
ger gelangen an die Elek-
troden; Rekombination
findet nicht statt.
Die zwischen die Elektro-
den K and A der I,K. ge-
legte Spannung muss so ge-
vahlt werden, dass einer-
seits Sattigung erreicht
wird, andererseits noch
keine Sekundarelektronen
durch Stossionisation ge-
bildet werden kdnnen. Die
an die Kammer gelegte
Spannung auf einen bestimmten Bereich be-
;
1!) schrankt, der fUr diese I.K. um 700 Volt herum liegt. Der
Abb.24
bleibt
somit
entstehende Ionisationsstrom kann nach zwei Methoden gemes-
sen werden, nach der Auflade- oder nach der Entlademethode.
Wir verwenden her die Entlademethode:
Die Innenelektrode (A) wird mit Hilfe des Tasters (T) auf
em n bekanntes Potential aufgeladen. Dann bestrahlt man die
Kammer mit dem auszumessenden B-Strahl-Praparat (PR). Der
Ionisationsstrom entladt die nun isolierte Elektrode A. Die
Geschwindigkeit der Entladung, die em n Mass Dix. die Inten-
sitat der Einstrahlung ist, wird mit Hilfe des Elektrome-
ters (auf der Kammer) gemessen. Das Goldblatt G am oberen
Ende von A schlagt bei der Aufladung bis zu einem gewissen
Betrag nach einer Seite aus and bewegt sich wahrend der
Entladung nach der entgegengesetzten Richtung. Durch emn
Ablesefernrohr beobachtet man die Entladegeschwindigkeit,
die far die I.K. dieselbe Bedeutung hat, wie die gemesscne
Zahlrate f?r em n GEIGER-MULLER-Zahlrohr. Der Quarzfaden Q
dient zur genaueren Ablesung, da das Goldblatt im Fernrohr
zu dick erscheint.
Der Nachteil der Entlademethode ist die Beenspruchung des
Isolators durch hohe plektrische Felder. Dieser wird durch
einen kleinen Kunstgriff nach WEISS beseitigt, indem man
einen Schutzring S um die zentrale, hoch aafzuladende Elek-
trode anbringt. Der Schutzring S unterteilt den Isolator
in I1 and 12 and wird selbst an eine wahrend der gesamten
Versuchsdauer sehr konstante Spannung (ca. 700 V) gelegt.
A erhalt eine um ca. 50 V positivere Spannung ala S. Man
misst den Ionisationsstrom so lange, bis die Spannung an
A auf ca. 50 V unter die Spannung von S abgesunken ist. Der
Verluststrom hat sich dann iiber die gesamte Messzeit kom-
pensiert. Voraussetzung ist, dass sowohl 700 + ca. 50 V ala
such 700 - ca. 50 V in oben beschriebenen Spannungsbereich
liegen. Gleichzeitig ist der kritische Isolator 12 stark
entlastet, da er jetzt hdchstens em n Potential von 50 V ge-
gen die Elektrode A hat. (Allgemein gibt man der Hilfselek-
trode S die Spannung Vs = V - 41, wenn V die Aufladespan-
flung von A and LIV das Messintervall bedeuten.)
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
99
'19
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
5. Messanleitung:
5.1. Spannungseichung des Elektrometers
Zur Cberprftfung der Messanordnung fare man vor Beginn der
Aufgaben 1.2. bis 1.5. eine Spannungseichung des Elektrome-
tors durch.
Der Paden des Elektrometers wird durch em n Fernrohx mit
eingebauter Ableseskala beobachtet. Man gibt nun der Anode
eine Spannung von 0 Volt gegen die Schutzringspannung von
+ 700 Volt and stellt den Paden genau auf Null (= Faden-
kreuzmitte). Dann legt man nacheinander Spannungen zwischen
+ 10 Volt and + 50 Volt an die Anode and liest jedesmal
den Ausschlag des Fadens in Skt. ab. Die Messreihe 1st min-
destens 3 mai zu wiederholen and mit den Mittelwerten die
Spannungseichkurver Volt = f (Skt.).] zit zeichnen.
5.2. Abstandsvariation zwischen Al-Kammer and Prdparat
(Geometriefaktor)
Das auf einer Halterung befindliche B-strahlende Prdparat
(PR) (z. B. T1204, P32) wird in verschiedene Abstande a vain
Fenster (F(A1)) der I.K. (lurchmesser 2 r = 70 n gebracht
and die Entladegeschwindigkeit (in Skt./min oder in
Volthnin) in Abbangigkeit vom Geometriefaktor G bestimmt.
(Graphische Darstellung!) Der Geometriefaktor and seine Be-
deutung fur die Ausmessung von Prdparaten sind uns von den
Aufgaben P-9 and P-10 bekannt. Auch hier gilt fiir
G = 1/2 (1 -
a
Der Abstand a kaan auf einer unter der Kammer angebraChten
Skala abgelesen werden. Man wdhle die Abstdnde so, dass die
Messpunkte sich gleichmdssig aaf der Khrve verteilen.
Die Messung der Entladegeschwindigkeit, die em n Mass fiir
die Strahlungsintensitdt 1st, erfolgt am beaten so, dass
nach Aufladang der I.K. and somit nach Ausschlag des Elek-
100
trometerfadens nach einer Seite der Durchgang des Fadens
beim Wandern nach der entgegengesetzten Seite (Entladung!)
durch zwei zum Nullpunkt symmetrische Stellen (z. B.
0 + xi . . . 0 - xl) abgestoppt wird.
Diese Symmetrie der Messung ist such bei ellen weiteren
Aufgaben zu beachten. (War= wird so gemessen?)
Weiterhin muss, wie bei alien Zdhlrohrmessungen, each hier
bei I.K.-Messungen em n "Nullwert" berUcksichtigt werden,
der genau nach dem gleichen Verfahren wie oben beschrieben
gemessen wird. (Dabei 1st es zweckmdssig, beim Abstoppen
der Zeit, die der Paden sum Passieren zwischen zwei zur
Null-Lege symmetrischen Werten braucht, noch Zwischenwerte
zu notieren!)
5.3. Absorptionsmessungen mit Al-Absorber, Reichweite- and
Eneroiebestimmangen
Mit einem reinen Betastrahler wird eine Absorptionskurve
aufgenommen. Zwischen Prdparat and Kammerfenster werden Ab-
sorberfolien verschiedener Dicke aus Aluminium geschoben
and die Entladegeschwindigkeit in Abhdngigkeit von der FN.-
chendichte (mg/cm2) bestimmt. Die Absorber sind direkt un-
ter das Kammerfenster zu schieben. Am Ende and am Anfang
der Absorptionskurve soil die Anderung der Flachendichte
des Absorbers in mbglichst kleinen Schritten vorgenommen
we
Die Absorptionskurve zeigt eine Abweichung von dem fiir
GammastrahlurA streng gUltigen Absorptionsgesetz
(I = Io . e- d). Diese Abweichung macht sich fur einen
reinen Betastrahler in der in Abb. 25 angegebenen Form be-
merkbar and hat ihre Ursache in der Inhomogenitdt der Ener-
gie der emittierten B-Strahlteilchen. (So hat z. B. die
Betastrahlung des Tl204 em n kontinuierliches Energiespektrum
mit Energien bis za 0,765 MeV. Hinzukommt, dass B-Teilchen
durch unelastische Stosse in ihrer Energie geschwdcht wer-
den.)
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
101
Declassified in Part- Sanitized Cop Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Era
16.41
Die Intensitd't der Betastrah-
lung fdllt - wie sue Abb. 25
ersichtlich - im Absorberma,
terial schneller ab ale nach
dem Exponentialgesetz zu er-
warten ist.
Das Einbiegen der B-Absorp-
tionskurve ftir hdhere Schicht-
dicken in eine Gerade ruhrt
von der Bremsstrahlung her,
die durch B-Teilchen im Ab-
sorber entsteht. Verliingert
man diese Gerade nach links und zieht die Werte auf der Ge-
raden von den Werten der B-Absorptionskurve ab, so erhdlt
man die gestrichelte Absorptionskurve. Der Abszissenwert
des Schnittpunktes der Geraden mit der Asymptoten an diese
Absorptionskurve wird ale Reichweite R der B-Strahlen mit
der Maximalenergie E0 des Spektrums definiert.
FUr E0 > 0,7 MeV gilt nach FEATHER
R = 0,543 . Eo - 0,160,
wobei R in g/cm2 Al und E0 in MeV anzugeben sind.
Die Absorptionskurve kann entweder wie in Abb. 25 ale
Lig = f (d) aufgetragen werden oder, was in unserem
Palle ?glinstiger ist (warum?) ale log I = f (d) darge-
stellt werden.
Die Strahlungsintensitdten mit und ohne Absorber (I und Io)
sind durch die Ionisationsstrome und diese darch die gemes-
senen Entladegeschwindigkeiten auszudrUcken, und die Dicke
d der Al-Absorber ist in mg/cm2 anzugeben.
Die Dichte der Al-B1eche ist mit 2,7 g/cm und die Dichte
der Al-Pollen mit 2,5 g/cm3 einzusetzen.
Wo durch ist das kontinuierliche B-Strahl-Energiespektrum zu
erkldren?
102
5.4. RUckstreumessungen
Das Verhaltnis der Entladegeschwindigkeiten mit und ohne
RUckstreuer ergibt nach Abzug des "Nullwertes" den Mick-
streufaktor fR.
Die RUckstreukurve fR = f (d) ist ftir Aluminium zu ermit-
teln und die Sdttigungsdicke dR in g/cm2, sowie der Satti-
8
gungs-RUckstreufektor fR der KUrve zu entnehmen.
Mit Hilfe einer Reihe von RUckstreufolien ens verschiedenen
\ 5 8
Materialien (dde d) iR st der Zusammenhang zwischen fR und
Ordnungszahl Z des RUckstreumaterials zu prefen.
Die einzelnen RUckstreufolien sind moglichst dicht unter
das auf Zaponlack befindlidhe B-Strahl-Prdparat zu bringen.
(Stets gleichen Abstand zwischen Folie und Prdparat einhal-
ten!)
Welche Bedeutung haben die erhaltenen KUrven fiir die radio-
physikalische Messtechnik?
5.5. Bestimmung der Aktivitdt eines reinen Betastrahl-Prd-
parates nach der Vergleichsmethode
1st die Aktivitat (= Zerfallsrate) eines Betastrahlers be-
kannt, so kann man durch Vergleich mit diesem die unbekann-
te Aktivittit eines zweiten Prdparates durch Ionisationskam-
mer-Messungen ermittelh. Man braucht hierzu im wesentlichen
nur wie in Aufgabe P-9 zu verfahren.
let z. B. das bekannte Prdparat auf einer Haut axe Zapon-
lack aufgebracht und das unbekannte PrAparat auf einem
Plexiglasteller, so muss mit Hilfe des bekannten Prdparates
fSfUr diesen Teller bestimmt werden.
Nach Anbringung sdmtlicher sich ens der Messung ergebenden
Korrekturfaktoren gilt (wie in 2-9):
Nx
Ix
103
_
Declassified in Part - Sanitized Cop Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 ? CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Nx = Aktivitat des unbekannten Prdparates
N = Aktivitdt des bekannten Prdparates
Ix = Ionisationsstrom Entladegeschwindigkeit fur das
unbekannte Prdparat
I = Ionisationsstrom Entladegeschwindigkeit far das
bekannte Prdparat
Die Aktivitat eines B-Strahl-Prdparates let aus Vergleichs-
messungen mit einem Prdparat bekannter Aktivitdt zu emit-
teln.
6. Ergdnzungen:
Der nNullwert" braucht nur dann beriicksichtigt zu werden,
wenn er mehr ale 0,1 % des gemessenen Effektes betr?.
104
Versuch P-18: Gammastrahlmessungen mit der
Blei-Ionisationskammer
1. Aufgabenstellung:
1.1. Spannungseichung des Elektrometers.
1.2. Abstandsvariation zwischen Pb-Kammer und Prdparat
(Geometriefaktor).
1.3. Absorptionsmessungen mit verschiedenen Absorberma-
terialien; Bestimnung der Massenabsorptionskoeffi-
zienten und der Halbwertsdicken.
1.4. Bestimmung des "Radiumaouivalents" fiir Co60 und der
Aktivitdt eines Gammastrahl-Prdparates durch Ver-
gleich mit einem Radium-Prdparat bekannter Aktivi-
tdt.
2. Literatur: (3, 7, 8, 29, 30)
3. Zubehdr:
1 Blei-Ionisationskammer (waagerecht) mit Eihrungs-
schiene und Elektrometer
1 Beobachtungsfernrohr
1 Spannangsteiler
1 Hochspannungsgerdt
1 Prdparatehalterung mit Halter fiir Absorber
1 Radiumprdparat
1 Co60-Prdparat
1 Satz Bleifilter (0,5 bis 3,5 cm)
1 Satz Absorberplatten aus verschiedenen Materia-
lien
4. Einfiihrung:
4.1. Bau- und Arbeitsweise der Pb-7Pmmer
Wdhrend in der Aluminiumkammer die Beta-Strahlung nach
Durchdringen des r mmerfensters das Gas direkt ionisiert,
105
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
it4
1;1
let die direkte Ionisierungswahrscheinlichkeit durch Gamma-
strahlung Behr gering. Zur Messung von Gammastrahlung wird
die Wand der Ionisationskammer ens einem Material gebaut,
das mdglichst-viele Sekunddrelektronen (Photoeffekt, Comp-
toneffekt, Paarbildungseffekt; siehe Aufgabe P-5) erzeugt,
die damn das Gas ionisieren.
Der hierdurch gebildete Ionisationsstrom let wieder emn
Mass fUr die IntensitEt der Strahlung eines gammastrahlen-
den Radioelementes.
Die vorliegende Kammer (Abb. 26) 1st eine Pb-Zylinderkammer
fUr Gammastrahl-Messungen, ale Integrationskammer arbei-
tend.
Abb.26
Sie arbeitet im Prinzip genau so wie die Al-Kammer im Ver-
such P-17 (mit Schutzring, im Bereich der Sdttigung, Ent-
lademethode).
Besonders zu beachten 1st beim Aufbau einer I.K. fUr Gamma-
strahl-Messungen, dass wenig Streustrahlang in das Kammer-
innere gelangt. Man bringt daher die 7Ammer moglichst iso-
liert von streuenden Materialien an und macht ausserdem die
Kammerwande so dick, dass Streustrahlung sue der Umgebung
stark reduziert wird.
106
Nur die dem auszumessenden Prdparat zugewendete Frontplatte
soil eine vorgeschriebene Dicke (3 - 5 mm Pb) nicht Uber-
schreiten. Die Frontplatte muss em n Gleichgewicht zwischen
der Gammastrahlung and ihrer Sekunddrstrahlung garantieren.
4.2. Das "Radiumliquivalent"
1 mg eines Radiumprdparates (Ra226 im Gleichgewicht mit
seinen Folgeprodukten) ruft in einer bestimmten Ionisa-
tionskammer in einem bestimmten Abstand einen Ionisations-
strom hervor. Bringt man Co60 in gleicher geometrischer An-
ordnung vor dieselbe Yammer, so Bind, um die gleiche Ioni-
-
sationswirkung zu erzielent hierzu x mC Co60 notig.
Man sagt: 1 mg Radium sind x mC Co60 dquivalent.
Das "Radiumilquivalent" hat fUr jede spezielle Ionisations-
kammer and fUr jedes Radioisotop (wegen der verschiedenen
Gammastrahlung) einen besonderen Wert.
Steht em n geeichter Radium-Standard zur VerfUgung and let
das Radiumdquivalent eines radioaktiven Isotopes fUr eine
vorliegende Messanordnung bekannt, so kann man die Aktivi-
tdt eines Prdparates des betreffenden Isotopes durch einfa-
che Vergleichsmessungen bestimmen (siehe 5.4.2.).
Remit man das Radiumdquivalent and die Dosiskonstante eines
radioaktiven Isotopes, so kann man durch Relativmessung der
Dosisleistung and der Gammastrahlung das Radiumdquivalent
jedes beliebigen T--Strahlers ermitteln. Die Aktivitdten
beider Prdparate brauchen nicht bekannt zu sein. (Siehe
WEISS, Literatur 7.)
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Spannungpeichung des Elektrometers
Die Spannungseichung erfolgt nach dem gleichen Verfahren
wie in Versuch P-17 (5.1.) beschriaben.
107
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
I4
g40
5.2. Abetar.asvsriazion zwischen Pb-Ear.ner und GP strahl-
.Prararat" (Ge=e7.-riefaktor)
Si= PrIzarat (Radian., Kobalt-60) wird in
yersitieden Itstande a Ten der Earze,-f*.ontplatte (Burch-
ISO mm) :Ind die derrIntensitat der
eiroviren Strahlranz. rrorortionale E-Itladegeschwindigkeit
t.zw. 1%:11/4=-1i 17r,r=rziglre4t vom Geometrie-
G Xs= wEtle ate Abstamde so, dass die
Earve I = f (G) ver-
t-ztlen.. Zezmetrieft.r: wira =eh der bekannten For-
ne:T. (stete 72-3, 1=-10, 2-17] berechnet. Die Messung der Ent-
erfclzt wfe in Amfgabe P-17.
ist ermItIel= zma bei alien I.K.Messnrgen
-venm e= mebr als 0,1 % des zu
"..:etra4714
.7er.-szolliedenen Absorbermateri-
-
Saabwer7..s:?in f'ttr ==tinn u-na Koba1t-60
2hme Ytlterznz
si-sd it van-
ehmen
aaf
,Tis tr Azfzsbe P-5) die
szntie aie
4'4c1.7.
-rIZZ tr. t:e taftr Ha.17:erane, 4e-
?.,
a=oeder'-.-t,
=
-1-z2r==-
--=
v
Die Ergebnisse werden mit den in 3.3.1. erhaltenen vergli-
chen und gemeinsam diskutiert.
5.4. Bestimmnn der Aktivitdt eines Gammastrahl-Praparates
z. B. Co6 durch Vergleich mit einem Radium-Standard-
prdparat
5.4.1. Bestimumng des Radiumdquivalents stir0060
Das Radiumdquivalent fill' Co60 let fiir die vorliegende Kam-
mer zu bestimmen. Hierzu misst man einmal den Ionisations-
strom (Entladegeschwindigkeit), der durch das bekannte Ra-
diumprdparat in einem bestimmten Abstand in der Kammer her-
vorgerufen wird und zum anderen den durch em n Co60-Prdparat
bekannter Aktivitdt hervorgerufenen Ionisationsstrom in
gleicher geometrischer Anordnung.
Man findet:
'Ra x1 mg Ra226
'Co x2 mC Co60
Die Werte von xl und x2 sind vom Assistenten zu erfragen.
Das Radiumdquivalent fiir C060 let zu berechnen.
5.4.2. Bestimmung der Aktivitdt eines gammastrahlenden
Isotopes.
- .
1st das "Radiumdquivalent" "x" ftir C60 o fur die vorliegende
-
I.K. bekannt, so kann man die Aktivitdt eines Co60 -Prapara-
tes aarch Vergleichsmessungen mit einem geeichten Radium-
Standard ermitteln nach
k2
NCo60 = ? N 226 x (mC)
Ra
k1
k2 = Entladegeschwindigkeit (Skt./Min bzw. Volt/min bei
NRa226 mg Radium in al cm Abstand.
k1 = Entladegeschwindigkeit (Skt./Min bzw. Volt/kin bei
NCo60 mC in a1 cm Abstand.
109
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part- Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
:t
Die Aktivitdt eines Praparates let durch Vergleichsmessun?
gen zu bestimmen. Man nerlege, welche Absorptionskorrektu?
ren anzubringen sind, um em n sauberes Ergebnis zu erhalten.
6. Ergdnzungen:
Man prilfe den Einfluss streuender Materialien in Prdparat?
Jane.
110
Versuch P-19: Verseuchungsmessungen
1. Aufgabenstellunp:
3 verschiedene Arbeitstischauflagen sind auf eine even?
tuelle Verseuchung Mit radioaktiven Isotopen zu prUfen.
Nach Lokalisation der verseuchten Stellen jet festzu?
stellen, ob die radioaktive Verseuchung darch einen rel?
nen Betastrahler oder einen Gammastrahler erfolgt ist.
2. Literatur: (8)
3. Zubehdr:
3 Arbeitstischauflagen
1 Absorberblech aas Aluminium
1 Strahlennachweisgerat mit verschiedenen Messbe?
reichen
1 Messkopf (aus mehreren Zdhlrohren bestehend)
1 Bedienungsanweisung zum Strahlennachweisgerat
4. EinfUhrung:
Jedes Laboratorium, in welchem mit radioaktiven Substanzen
(vor alien Dingen mit offenen oder halboffenen Praparaten)
gearbeitet wird, muss in regelmassigen Abstanden auf eine
eventuelle radioaktive Verseuchung kontrolliert werden.
Hierzu werden am besten kleine, tragbare Strahlungsmessge?
rate verwendet oder such, zur genaueren Ausmessung, grOsse?
re mit einem langen, beweglichen Kabel zum Messkopf.
Es soil in dieser Aufgabe der Gebrauch eines solchen Gera?
tee gent und die Genauigkeit einer Lokalisationsprilfang
festgestellt werden.
5. Arbeitsanlei.tung
Das Messgerdt (z. B. 1 Universal?Radiameter vom Typ "TACO")
wird angeschlossen. Dann wird an die im Messkopf befindli?
111
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50 Yr 2013/09/1 C
??0 ?
Declassified in Part- Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
chen Zahlrohre (B-strahlempfindlich) die erforderliche
Hochspannung gelegt. Zundchst muss der vom Gerdt regi-
strierte Untergrund (Nullwert) genau festgestellt werden;
erst dann wird mit dem Aufsuchen von verseuchtpn Stellen
begonnen. Das Abtasten der Auflage muss dabei Behr vor-
sichtig geschehen, damit nicht radioaktive Substanz am
Zdhlkopf haf ten bleibt!
Das Abtasten der Auflage erfolgt so lange, bis man flir ei-
nen gewahlten Messbereich einen maximalen Zeigeralsschlag
erhdlt. Sind die Verseuchungsstellen genau lokalisiert
(Stellen maximalen Zeigerausschlags), so befindet sich das
Verseuchungszentrum genau untar der auf der RUckseite des
Messkopfes markierten Stelle. Durch Einschieben eines Alu-
miniumabsorbers zwischen Auflage and Messkopf kann festge-
stellt werden, ob die radioaktive Verseuchung an den ein-
zelnen Stellen von einem reinen Betastrahler oder einem
Gammastrahler herriihrt.
Als "verseucht" gelten die Stellen, die mm Gert den 1,5-
fachen Wert des Untergrundes anzeigen.
Von der Arbeitsauflage 1st em n maBstabstreues Bild auf
Millimeterpapier zu zeichnen, in welches die verseuchten
Stellen (Zentren) anzugeben sind (Angabe ob 5- oder -
Strahler).
Mit welcher Genauigkeit sind die von Ihnen gemaehten Anga-
ben zu werten?
Was wOrden Sie tun, wenn auf Ihrem Arbeitsplatz eine solche
Verseuchung festgestellt wird?
112
Vereuch P-20: 6 Aufgaben me dem Gebiet der Elektronik
Den KUreteilnehmern Boll Gelegenheit gegeben werden, Ein-
blick in die einfachsten, im Praktikum verwendeten, elek-
tronischen Schaltungen zu gewinnen. Es besteht die MOglich-
keit, einige Schaltungen selbst durchzufiihren und die Ar-
beitsweise der Gerdte ya. kontrollieren.
Die Arbeitsanleitungen hierzu. werden vom Assistenten geson-
dert ausgegeben, da diese Aufgaben nicht unmittelbar su den
Aufgaben eines Isotopenpraktikums gehOren.
Zur Zeit durchfUhrbare Versuche:
1. Spannungsstabilisierung mit Stabilovolt (Netzan-
schluss).
2. Spannungsstabilisierung mit Elektronenrohren (Netz-
anschluss).
3. Symmetrischer Multivibrator zur Erzeugung von Recht-
eckimpulsen.
4. Impulsformerstufe.
5. 4-fach-Untersetzer zur Untersetzung von Zdhlrohr-
impulsen.
6. Treiberstufe zum Betrieb eines mechanischen Zdhl-
werkes mit schwachen Impulsen.
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50 Yr 2013/09/1 C
113
Declassified in Part - Sanitized Co .y Ap roved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
?,1
Tersuche P-X: Zur Zeit in Vorbereitung befindliche Versuche
Die Arileitungen ma diesen Versuchen werden zu gegebener
Zeit sasammen mit den miter C-I angefUhrten Versuchen so-
vole weiteren inzwischen ins Praktikum aufgenommenen in ei-
hem arganningsband erscheinen. - Bis dahin werden den
arstellnehmern zar DurchfUhrung der betreffenden Versuche
Ilichttausen var VerfUgung gestellt.
a) Bestir--,,,s Ton 3uronium in Samarium mit der Aktivie-
rumgsanalyse
(=ter Lahilfenahme von Absorptionsmessungen)
b) Less'-'g Schichten
(Absorratiohs- und RUckstreumessungen mit Betastrahlung
Szintillationszahler)
a) Teitere Methoden der Bestimmung der Selbstabsorption
d) Teitere Methoden der Energiebestimmung von Strahlang
e) Teitere Methoden der technischen Anwendung von Radio-
f) Messung der kosmischen Strahlung mit einer einfachen
Zoinmidenzanordnung
(Absorotionsmessun en, IntensittitsabhOngigkeit vom
Zenithwinkel)
g) RadiograPhische- und Autoradiographische Messungen
h)
I) leitere Elektronikversuche:
Dmsjetrischer Multivibrator zur Erzeugung von Im-
palsen mit schrEgem Anstieg
Driskri-Liratorschaltung
Zoinzi4nzschel''oing
.71ektrometerriihrenschaltung
Versuch C-1: Hydrophobierung von GlasgerEten
1. Aufgabenstellung:
Man zeige, dass Glasgerdte, die mit einer Silikondlemal-
sion behandelt warden, sehr glatte and wasserabstossende
Oberflachen besitzen. Durch solche Behandlung wird die
Adsorption von radioaktivem Spurenmaterial wesentlich
herabgesetzt. Es sollen zwei Pipetten nach gegebener
Vorschrift hydrophobiert and die Wirksamkeit mit nicht
vorbebandelten Gerdten verglichen werden. Die adsorbier-
ten Aktivitliten an den prEparierten and nichtpriparier-
ten Pipetten sind mit einem Zdhlrohr zu messen.
2. Literatur: (23, 31, 32, 33, 34, 35)
3. Zubehor:
4 Pipetten 2 ml
Silikondlemulsion OBE 6008
-
Co60 -Losung
1 Becherglas
1 PelEusball
4 Al-Schalen
1 Messzylinder (100 ml)
1 V2A-Schale
Filterpapier, Zellstoff, rote Farbe
1 Trockenschrank
1 Muffelofen
1 kompl. Messanordnung
1 Dltrarot-Lampe
4. EinfObrung:
Wahrend bei den allgemeinen chemischen Arbeiten Adsorp-
tionserscheinungen an Glasgeraten kaum eine Rolle spielen,
ktinnen bei radiochemischen Dntersuchungen dadurch erhebli-
che Fehler auftreten. Besonders wenn die Radioelemente in
115
Declassified in Part - Sanitized Co.y Ap.roved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 ? CIA-RDP81-01043R002300240flo7 q
Declassified in Part - Sanitized Coy Approved for Release pp 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
k!I
4!
rBr82
(T1,2 = 4,4 h)
(T3/2 = 18 min)
(T1/2 = 36 h)
1*
Der angeregte Br80 -Kern geht in 2 Abschnitten (Abb. 34)
durch 7 -Emission in den Grundzustand des Br80 Uber. Dieses
wiederum zerfUllt mit einer Halbwertzeit von 18 Minuten un-
ter Emission von B--Teilchen.
(vergl. SZILARD-CHATMERS-Reaktion,
meisten Fdllen reicht aber
Sprengung der
beim Ubergang
Bei einem Isomeren-
Ubergang kann auf den
Tochterkern so viel
Energie Ubertragen
werden, dass die che-
mische Bindung geldst
wird. Liegt der Rick-
stosskern nun in ei-
ner anderen chemi-
schen Form vor, so
ldsst sich beispiels-
weise durch Extrak-
tion eine Isomeren-
trennung durchfUhren
Versuch C-11). In den
die RUckstossenergie nicht zur
80*
sus. Im Palle des Br wird
Kovalenzbindung
vom metastabilen Zustand In den nachst niede-
ren eine Energie von 49 keV frei. Ein -y -Quant dieser Ener-
gie wUrde einen RUckstoss von
2
2
___11-__
ER = (-95-177I 2 931) 80) MeV = 0,019 eV erzeugen.
2-
172
(Siehe SZILARD-CHAIMERS-Reaktion, Versuch C-11).
Die -Strahlung 1st aber stark konvertiert. Im Palle einer
K-Schalen-Konversion ergibt eich eine RUckstossenergie (ER)
von
ER = (E-E1) 0,000549
= (0,049 - 0,012) MeV
1
= 0,23 eV.
Err = Bindungsenergie des K-Elektrons
m = Masse dee Elektrons
A = Masse des Kerns
Es1= Energie des II-Quante
Diese RUckstossenergie reicht nicht zur Sprengung der che-
mischen Bindung (2 - 6 eV) ans. Dennoch wird, wie das Expe-
riment zeigt, die chemische Bindung geltist. COOPER konnte
theoretisch einen Mechanismus finden, nach dem die Spren-
gung der chemischen Bindung, unabhdngig vom7 -RUckntoss
des Atoms, durch die Vorgdnge bei der inneren Konversion
oder des K-Einfangs mOglich jet. Man erkldrt sich die Vor-
gdnge in folgender Weise:
Das den Kern verlassende A-Quant wird in der Elektronen-
Wine (E-Schale) desselben Atoms konvertiert. Es gibt einen
Tell seiner Energie an em n Elektron dieser inneren Schale
ab. Dieses Elektron verldsst ale Konversionselektron die
AtomhUlle. Durch KaskadensprUnge werden die inneren Elek-
tronenschalen wieder aufgefUllt. Diese ElektronensprUnge
von einer dusseren aaf eine innere Schale sind von R?ntgen-
etrahlen begleitet, oder es erfolgt em n der inneren Konver-
sion iihnlicher Prozess. In diesem Fall (Auger-Effekt) wird
anstelle der Rontgenstrablung em n Elektron (Auger-Elektron)
ausgesandt. Jedes emittierte Elektron kann eine gauze Serie
von den eben fUr die K-Schale beschriebenen Voreingen aus-
Ibsen. Auf diese Weise konnen eine gauze Reihe Valenzelek-
tronen verlorengehen, was letzten Endes den Brach der che-
mischen Bindung ermUglicht.
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
173
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
5. Arbeitsanleitung:
Etwa 20 ml Brombenzol werden ca. 12 Stunden mit einer 500
mg Ra-Be-Quelle bei einem Neutronenfluss von 104 n/cm2 be-
strahlt. Das aktivierte Brombenzol wird quantitativ in el-
nen Scheidetrichter gebracht and in 50 ml 'hither gelost. Nun
schattelt man dreimal mit 15 ml einer 1/50 n KBr-Ltisung
sue. Die das Brombenzol enthaltende Atherphase sitzt oben!
Sollten wahrend der Arbeitsgange Teile der organischen Pha-
se nach unten sinken, so muss noch etwas Ather zugegeben
werden. Die vereinigten, wassrigen Extrakte werden zur Ent-
fernung von Brombenzolresten mit 20 ml Ather ausgeschtit-
telt. Der Ather wird verworfen. Nun sauert man mit verdiinn-
ter HNO3 an und flint in der Warme (ca. 80? C) das Brom mit
AgNO3 als AgBr aus. Der Niederschlag wird abgesaugt, gewa-
schen, mit etwas Alkohol and Ather getrocknet and mit Pre-
naband auf einen V2A-Schieber geklebt. Man bringt den Nie-
derschlag zur Messung and verfolgt den Aktivitatsabfall et-
wa 45 Minuten. Ruch die erste Extraktion sind alle bei der
(n,,y)-Reaktion entstandenen RUckstosskerne entfernt wor-
den. Etwa 1 Stunde nach der ersten Extraktion der Bromben-
zolltisung wird erneut mit KBr-Lbsung ausgeschtittelt. Dabei
1st, genau wie oben beschrieben, zu verfahren, das Brom els
AgBr zu fallen and der Aktivitatsabfall 45 Minuten zu ver-
folgen.
Nach einer weiteren Stunde wird derselbe Arbeitsgang noch
em n 3. Mal durchgefUhrt.
Mit Ausnahme der 1. Abtrennung erfolgt der Aktivitatsab-
fall mit einer Halbwertzeit von 18 Minuten. Es wird also
nur das 18-Minuten-Brom, das sich durch Isomerenzerfall sue
dem angeregten 4,4 Stunden-Brom gebildet hat, abgetrennt.
(Kdrven zeichnen.)
Welche Komponenten befinden sich im AgBr-Niederschlag der
1. Extraktion?
174
r
4 L
Versuch 0-14: Isotopenverdtinnungsanalyse
1. Aufgabenstellung:
Der Phosphatgehalt einer Halogenid-Phosphatmischung soil
nach dem Prinzip der einfachen IsotopenverdUnnungsana-
lyse quantitativ bestimmt werden.
2. Iiteratur: (15, 23, 49, 78, 79, 80, 81, 82)
3. Zubehijr:
Analysenldsung
1 ml radioaktive Phesphatldsung (0,5
verdlinntea NH4OH (1 : 10)
Magnesiummixtur
Phenolphthalein
Aceton
1 Becherglas (100 ml)
1 Pipette (10 ml)
1 Pipette (1 ml)
4 Al-SchUlchen
Petrischalen
Uhrglas
Spatel
1 Filtriereinrichtung
1 Nutsche
1 Analysenwaage
1 Trockenschrank
1 kompl. Messanordnung
4. Einfiihrung:
Die Isotopenverdunnungsanalyse bietet vor allem bei der
quantitativen Analyse sehr ahnlicher, schwierig zu tren-
nender Stoffe grosse Vorteile. Die DurchfUhrung einer sol-
chen Analyse erfordert keine quantitative Abscheidung des
gesuchten Stoffes sondern nur die Isolierung einer Probe
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
175
41
1
Declassified in Part - Sanitized Cop Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
a
von grOssteiglicher Reinheit. Es kann also auf sehr schwie-
rige and lamgwierige Abscheidungpverfahren, wie etwa die
fraktionierte Xristallisation usw., verzichtet werden.
Prinzip der Analyse: Es eel der Cergehalt einer Ceriderden-
probe (Cer, Neodym, Samarium, Gadolinium) gaantitativ zu
bestimmen. Man gibt dem Stoffgemisch eine bestimmte Menge
radioaktives Cer (Cer144), deren spezifische Aktivitat
(spez. Aktivitat = Aktivitat/g Substanz) and Gewiohtsmenge
Behr gen= bekannt sind, bei. Nach vollkommener Durchmi-
schung wird das Cer nach einem der Ublichen Trennverfahxen
abgeschieden. Die Trennung wird so lange wiederholt, bis
das Cer rein vorliegt. Dabei kommt as nicht auf die Ausbeu-
te sondern mar auf die Reinheit des isolierten Stoffes an.
Schliesslich wird die spezifische Aktivitdt des reinen Sei-
zes gemessen and der Cergehalt nach folgender Formel be-
rechnet:
A
Xi = 1) X2.
1
Es sind:
X1 = Menge des gesuchten Stoffes in g,
X2 = Menge des zugesetzten Stoffes in g,
A1 = Spezifische Aktivitat des abgeschiedenen Stoffes,
A2 = Spezifische Aktivitat des zugesetzten Stoffes.
Absolutbestimmungen der spezifischen Aktivitaten sind nicht
erforderlich, da nur das Verhaltnis der spez. Aktivitaten
eingeht. Die Messungen mUssen nur anter v?llig gleichen
Bedingungen durchgefUhrt werden.
Setzt man den radioaktiven Stoff tragerfrei (unwagbare Men-
gen) za, so gilt die vereinfachte Beziehang
A2
X = ?r--
1 A1 2'
Die spezifischen Aktivitaten konnen dann durch die Zahlra-
ten ersetzt werden:
176
z2
X----X
1 - z1 2
zi = Zahlrate des abgeschiedenen Stoffes,
z2 = Zahlrate des zugesetzten Stoffes.
Mit der VerdUnnungsanalyse kann zwar die Genauigkeit, nicht
aber die Empfindlichkeit analytischer Verfahren verbessert
werden. Die Erfassungsgrenze liegt bei der Trennung ahnli-
cher Stoffe oft Behr ungUnstig, da zur erfolgreichen che-
mischen Trennung bestimmte Mindeststoffmengen erforderlich
sind. Es let theoretisch zwar moglich, sehr geringe Stoff-
mengen (I]) mit einem viel grosseren radioaktiven Zasatz
(12) abzuscheiden. In solchen Fallen wUrde A1 beinahe so
gross wie A2 and die Bestimmung, wie leicht einzusehen let,
sehr ungensu werden. Diese Sqhwierigkeiten lassen sich oft
durch Anwendung der "umgekehrten IsotopenverdUnnungsanaly-
se" umgehen. Man bildet durch Zugabe eines radioaktiven
Reagenzes von hoher spez. Aktivitat em n radioaktives Den-
vat des zu bestimmenden Stoffes. Nun wird eine bekannte
Menge des Derivates in inaktiver Form zugefUgt and nach gu-
ter Durchmischung die Abtrennung durchgefUhrt. Die Stoff-
menge im Analysengemisch errechnet sich nach folgender
Gleichung:
X, - A
- 1 )
1
12
A3 = spezifische Aktivitat des gebildeten Derivates.
In dieser Form lasst sich die IsotopenverdUnnungsanalyse
such fUr Mikrobestimmungen erfolgreich einsetzen.
5- Arbeitsanleitung:
Zar Analysenlosung, deren Volumen sehr genau bekannt sein
muss, gibt man 1 ml radioaktive Phosphatldsung (ca. 50 000
Imp./min) and mischt oat durch. Nan entnimmt man der Ldsung
nariaccifipci in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
177
IL
if
,
4t1
Declassified in Part - Sanitized Co .y Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
einen aliquoten Tell (1 ml), bringt ihn auf em n Al-Mess-
schdlchen and dampft unter einer U.R.-Lampe zur Trockene
em. - Es empfiehlt sich, die Pipette zweimal mit destil-
liertem Wasser nachzuspUlen, um die Aktivitdt quantitativ
auf das MeBschAlchen zu bringen. - Die Probe wird gemessen
and die Zdhlrate z2 der gesamten Analysenmischung durch
Multiplikation des ermittelten Messwertes mit dem Volumen
der GesamtlOsung berechnet. Es sei nochmals darauf hinge-
wiesen, dass elle Messungen unter v?llig gleichen Bedingun-
gen durchzufUhren sind.
Die restliche Losung verdUnnt man auf 60 - 70 ml, setzt et-
wa 10 ml Mg-Mixtur and 2 - 3 Tropfen des Indikators zu and
erhitzt vorsichtig mum Sieden. Durch tropfenweisen Zusatz
von Ammoniak aus einer Pipette stumpft man die saure Lb-
sung so welt ab, bis'eine leichte, milchige TrUbung er-
scheint. Jetzt wird ohne weitere N113-Zugabe etwa 1 min ge-
rUhrt, bis der Niederschlag kristallin wird. Nun kann bis
zur schwachen Rotfdrbung des Indikators vorsichtig welter-
gefdllt werden. Man ldsst etwa 15 Minuten abkithlen, wobei
der Niederschlag noch besser kristallin wird. Nun wird das
MgNH4PO4 . 6 1120 abfiltriert. Man wdscht mit etwas Wasser
and anschliessend 3 mal mit wenig Aceton nach. Der Nieder-
achlag wird in eine Glasschale gebracht and 30 min bei 60?C
getrocknet. Halt man die Vorschrift genau em, dann besitzt
der Niederschlag die genau definierte Zusammensetzung
MgNH4PO4 . 6 H20. Das getrocknete Magnesiumammoniumphosphat
wird sehr fein gepulvert. Auf einer Analysenwaage wdgt man
3 Proben des Niedersch1ages in Al-Schdlchen em. Um Selbst-
absorptionsfehler zu vermeiden, dUrfen hitichstens 120
mg/Schdlchen eingewogen werden. FUr gleichmdssige Vertei-
lung der Substanz Uber das ganze Schdlchen ist grosste Sor-
ge at tragen. Alle MeEschdlchen mit aktiven Substanzen sind
prinzipiell nur in geschlossenen Glasgefdssen (Petrischalen
usw.) mu transportieren!! (Verstaubungsgefahr).
Um die Geometrieverhdltnisse gut reproduzierbar zu gestal-
178
- 17 . v Approve
ten and grOssere Fehler auszuschalten, bringe man die Mess-
schdlchen nicht zu nahe an das Zdhlrohrfenster. Ein Abstand
von 3 - 4 cm hat sich ala gUnstig erwiesen. Nun werden die
Zdhlraten (z1) der einzelnen Proben bestimmt, and der Phos-
phatgehalt der Mischung wird berechnet:
1 mg MgNH4PO4 . 6 1120 enthdlt 0,388 mg PO4.
Die Maschalchen werden mit verd. 1101 (bis mar Wasserstoff-
entwicklung) gereinigt and gut mit ZitronensdurelOsung and
Wasser nachgespUlt. (Man prUfe den Nullwert der gereiaigten
Schalchen!)
A
? 50 Yr 2013/09/12 CIA-RDP81-01043R002300240007-9
179
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
0?Z
Versuch 0-15: Kohlenstoff-14 Selbstabsorption
1. Aglgabenstellung:
Herstellung eines aktiven BaCO3-Praparate8 aus einer
Bariumkarbonatprobe von holier spezifischer Aktivitat
durch VerdUnnung. Es sind etwa 10 Praparate von ver-
schiedener Schichtdicke (mg/cm2) herzustellen mind die
Selbstabsorptionskurve 1st aufzunehmen. Die Selbstab-
sorptionskorrekturfaktoren Bind zu ermitteln mind in
Abhangigkeit von der Schichtdicke graphisch darzustel-
len.
2. Literntur: (23, 49, 50, 72, 83)
3. Zubehdr:
180
1 VerdUnnungsapparatur
1 Fritte mit Zubehtir
3 Wageglaschen
1 Spatel
10 A1umlniumschalen
2 Bechergldser (100 ml)
1 Ultrarot-Lampe
1 Flasche mit Pipette
1 Sticks toffbombe
1 AchatmOrser
1 g BaCO
5 ).1C BaC1.403
1 n NaOH (karbonatfrei)
1 n BaC12-Ldsung
verd. HC1 (1:10)
5 n NH401-LOsung
Isopropylalkohol
1 kompl. Messanordnang
4. EinfUhrung:
Bei der Messung von dickeren Praparaten konnen oft erhebli-
che Fehler, die durch Selbstabsorption der Strahlung inner-
halb der-Proben hervorgerufen werden, auftreten. Besonders
die energiearmeren B-Strahler, wie z. B. Kohlenstoff-14 mind
Schwefel-35, zeigen schon bei sehr dUnnen Praparaten
Selbstabsorption. Wahrend bei Phosphor-32 (1,71 MeV) bis
etwa 40 mg/cm2 Schichtdicke die Selbstabsorption vernach-
lassigbar klein ist, werden bei Kohlenstoff-14-Proben
(0,156 MeV) von 1 mg/cm2 bereits 13 % der B-Strahlung in
der Substanz absorbiert. Es 1st theoretisch moglich, die
Selbstabsorption rechnerisch genau zu erfassen. Dennoch
Utast sich in Wirklichkeit keine sehr genaue Berechnang
durchfUhren, da Probendicke, Geometrieverhaltnisse, RUck-
streaung usw. in Rechnung zu setzen sind. Oft 1st es nicht
leicht, einigermassen reproduzierbare Verhaltnisse za
schaffen. Far B-Strahler mit Energien minter 200 keV hat
man empirische Gleichungen aufgestellt, die in gewissen Be-
reichen die Verhaltnisse Behr gut wiedergeben. So zeigte
LIBBY, class die Reichweite R (mg/cm2) nach folgender Glei-
chung zu berechnen 1st:
R = E5/3/150
(E = obere Grenzenergie in keV),
der Absorptionskoeffizient nach
2.d, 5/R
mind die Halbwertsdicke nach
d1/2 = In 2/npz.-- 0,14 R.
Der Korrekturfaktor c = mit dessen Hilfe man die wahre
Zahlrate zw (ohne Selbstatsorption) berechnen kann, lasst
naf-Ia ifipri in P rt Sanitized Com Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
181
a
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
sich nach folgender Ndherungsgleichang fiir eine Probe der
Schichtdicke d ermitteln:
1 -
c - f
Ad
f = empirischer Faktor.
In der Praxis hat man meist Vergleichsmessungen durchzuftih-
ren, deshalb arbeitet man entweder mit sehr geringen oder
mit sehr grossen Schichtdicken. Im ersten Palle soil die
Schicht so diinn sein, dass keine oder nur vernachldssigbar
geringe Selbstabsorption in Erscheinung tritt. Sind die
Radioelemente durch Trdgermengen stark verdlinnt, so arbei-
tet man gem n mit "unendlicherm Schichtdicke. Die Mindest-
dicke solcher Prdparate muss gleich der Reichweite R sein.
Praktisch reichen Schichten von 0,75 R aus, weil die Strah-
lung aus den untersten Schichten sehr gering ist and die
Strahlenabsorption in der Zdhlrohrwand (Fenster) noch hin-
zu gerechnet werden muss. Jede Erhdhung der Schichtdicke
bringt dann keinen weiteren Anstieg der gemessenen Aktivi-
tdt mehr. Dadurch werden die Messungen unabhdngig von der
Schichtdicke and liefern der spezifischen Aktivitdt der
Proben proportionale Zdhlraten.
Liegt die Schichtdicke zwischen beiden Extremen, so mUssen
bei Vergleichsmessungen immer die Schichtdicken konstant
gehalten werden. Diese Arbeitsweise ist sehr umstdndlich,
so dass man lieber mit unterschiedlichen Prdparatdicken ar-
beitet and Korrekturen mittels des Selbstabsorptionsfaktors
c durchfUhrt. Soil em n Messwert auf die Schichtdicke Null
umgerechnet werden, so braucht nur durch c dividiert
werden. Die hier gestellte Aufgabe hat das Ziel, die
Selbstabsorptionskurve f?r Radiokohlenstoff nach der Metho-
de konstanter spez. Aktivitdt experimentell zu ermitteln.
182
5:
5. Arbeitsanleitung:
Zundchst soil 1 g BaCO3 mit der spez. Aktivitdt 5 AC/g
durch mVerdlinnung" einer BaCO3-Probe von hoher spez. Akti-
vitdt hergestellt werden. Dazu wird eine BaC1403-Probe mit
der Gesamtaktivitat von 5 AC eingewogen. Nun fUllt man mit
inaktivem BaCO3 auf 1 g auf and bringt alles sehr sorgfdl-
tig in den Kolben I der VerdOnnnngeapparatur (Abb. 35).
Die Wande werden mit
ca. 25 ml 1120 abge-
spUlt, and die Appa-
ratar wird zusammen-
gesetzt. In den Ab-
sorptionskolben II
werden 50 ml 1 n NaOH
gebracht and das gan-
ze System wird evaka-
iert. Dabei stehen
die Hahne 1, 2 and 3
offen, wahrend elle
anderen dicht ge-
schlossen sind. Nach-
dem Hahn 1 geschlos-
sen ist, ldest man
durch Hahn 6 langsam
verd. 1101 (1:10) ein-
Abb.36 fliessen. Wenn alles
Ba003 geldst ist and
die CO2-Entwicklung
aufgehOrt hat, wird durch Hahn 4 langsam (1 Blase/sec)
Stickstoff eingelassen. Nun wird Hahn 1 geoffnet and etwa
20 Minuten Stickstoff (sehr langsam) durchgeblasen. An-
schliessend bringt man die LOsung des Kolbens B sorgfdltig
in em n 100 ml-Becherglas. Nun werden dquimolare Mengen ei-
ner 5 n NH4C1-LOsung zugegeben and der Kohlenstoff mit
BaC12-Losung bei 85? C ala BaCO3 gefdllt. Die LOsung wird
filtriert and der Niederschlag gut getrocknet (bei 900 0).
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
183
r
1 r
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Das getrocknete BaCO3 wird in einem Morser unter Isopropa-
nol fein zerrieben und suspendiert. Mittels eines Hebers
bringt man verschiedene Substanzmengen au f 10 gewogene Al-
Schalen. Nachdem der Alkohol anter einer Ultrarot-Lampe
vorsichtig abgedampft 1st, werden die Schdlchen wieder ge-
wogen und die Schichtdicke (mg/cm2)bestimmt. Es empfiehlt
sich, etwa 1, 2, 3, 5, 71/2, 10, 15, 20, 25 und 30 mg/cm2
aufzutragen. Nun werden die Zdhlraten gemessen und die Er-
gebnisse in em n Diagramm (Ordinate: Zdhlrate, Abszisse:
Schichtdicke in mg/cm2) eingetragen.
Verl?ert man den ersten geradlinigen Tell der KUrve, so
1st hierdurch die Zdhlrate zW)die ohne Selbstabsorption
gemessen wtirde, angegeben.
Schliesslich berechnet man die Selbstabsorptionskorrektur-
faktoren c fUr die einzelnen Schichtdicken und trdgt ale
graphisch gegen die Schichtdicke auf. Mit Hilfe dieser Kor-
rekturfaktoren lassen sich stets die wahren Zdhlraten
leicht ausrechnen und somit Vergleichsmessungen auch bei
unterschiedlichen Schichtdicken durchfilbren.
184
Versuch 0-16: Adsorptive Mitfdllung an Silber-
halogenidniederschldgen
1. Aufgabenstellung:
1.1. Es 1st die Abhdngigkeit der Adsorption nahezu trd-
gerloser, radioaktiver Phosphationen von der Ober-
fldchenladung der AgCl-Niederschldge zu untersu-
chen.
1.2. Man zeige die unterschiedlichen Adsorptionseffekte
von radioaktiven Phosphationen an vorgebildeten
Agel-Niederschldgen und an AgC1-Niederschldgen,
die in Gegenwart der radioaktiven Ionen ausgefdllt
warden.
1.3. Es 1st die Adsorption von Phosphationen in AgCl-
Niederschldgen in Abhdngigkeit vom Fdllungsmedium
zu untersuchen.
1.4. Zeige die unterschiedliche Starke der Adsorption
radioaktiver Phosphationen an AgC1, AgBr und AgJ.
1.5. Man untersuche die Abhdngigkeit der Adsorption ra-
dioaktiver Phosphationen an AgC1 von der Menge der
ala RUckhaltetrdger zugesetzten inaktiven Phosphat-
losung.
1.6. Es soil die Abhdngigkeit der Adsorption radioakti-
ver Phosphationen an AgC1-Niederschldgen von der
dem aktiven Phosphat ala Rackhaltetrdger zugesetz-
ten Bromidionenkonzentrationen untersucht werden.
2. Literatur: (23, 49, 59, 84, 85, 86, 87)
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
185
Ii
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
3. Zubehdr:
n/20 NaCl-Ldsung in aatomatischer BUrette
n/20 AgNO3-Ldsung in aatomatischer BUrette
n/20 NaBr-LOsung
n/20 NaJ-Ldsung
n/10 HNO3
inaktive Phosphatldsung (0,5 mg/ml)
radioaktive Phosphatlbsung
Methanol
V2A-Schieber
Prenaband
1 Witischer Topf mit Fritte
quantitative Filter
10 Bechergldser (25 ml)
10 Glasstdbe
2 Vollpipetten (2 ml)
1 Messpipette (0,5 ml)
1 Pipette (5 ml)
1 Messzylinder (5 ml)
1 Kochplatte
1 kompl. Messanordnung
4. EinfUhrung:
Adsorptionserscheinungen von Spurenmaterialien an Oberfld-
chen treten sehr oft auf. Sie kOnnen erwUnscht sein, wenn
es sich um die Abtrennung von bestimmten Radioelementen
aus Ldsungen handelt.
Zur Mitfdllung durch Adsorption konnen die Hydroxyde des
Eisens, Mangans, Aluminiums etc. verwendet werden. So lasst
sich Th254 aus Uranylnitratldsung abscheiden, wenn man der
LOsung Eisenionen zasetzt und das Hydroxyd mit Ammoniak
ausfdllt. Durdh Zugabe von Ammoniumkarbonat wird das eben-
falls ausgefallene Ammoniumuranat ala Komplex gelbst, wdh-
rend Th234 am Eisenhydroxydniederschlag adsorbiert bleibt.
UnerwUnscht konnen Adsorptionserscheinungen sem, wenn meh-
186
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release
?
rere Radioelemente nacheinander quantitativ aus elner Lo-
sang abzutrennen sind. Durch Zusatz von sogenannten Mick,
haltetrdgern lassen sich Aktivitdtsverluste darch Adsorp-
tion sehr wirksam herabsetzen. Man kann UX.2 (Pa234) aus
Uranylnitratldsung darch Mitfallung an Zirkonylphosphat
abtrennen, ohne nennenswerte UI1 (Th234)-Aktivitat mitzu-
reissen, wenn der Uranylnitratldsung Thoriamsalze ale
RUckhaltetrdger zugesetzt werden.
OTTO HAHN fasste die Bedingungen der Mitfdllung durch Ad-
sorption in einer Fdllungsregel zasammen:
Bin in beliebiger VerdUnnung vorliegendes Ion wird an einem
Niederschlag damn stark adsorbiert, wenn der Niederschlag
eine dem Ion entgegengesetzte Ladung trdgt und die nach
Adsorption entstandene Verbindung in dem gegebenen Lbsungs-
mittel schwer lbslich 1st.
Die Ladung des Niederschlages wird von den im tberschuss
vorhandenen Ionen bestimmt. Diese sind Behr fest adsor-
biert, wdhrend die Gegenionen weniger fest adsorbiert Bind
und leicht mit gleichgeladenen Ionen der Ldsung austau-
schen. 1st die ladungsbestimmende Schicht positiv, dann
werden negative Ionen leicht adsorbiert. Ein Silberchlo-
ridniederschlag, der durch Fdllung von Nan mit UberschUs-
sigem AgNO3 hergestellt wurde, trdgt positive Ladung und
adsorbiert negative Phosphationen. Dagegen adsorbiert emn
AgCl-Niederschlag mit negativer Aufladung, hergestellt
durch Fallen von Ag-Ionen mit UberschUssigen Chloridionen,
nur wenig Phosphat. Soil eine radioaktive Phosphatldsung,
die beispielsweise inaktive Halogenidionen enthAlt, an ei-
ner AgCl-Schicht adsorbiert werden, so verdrtingen die Halo-
genidionen die Phosphationen von der Oberfldche des Rieder-
schlags und werden sogar in die ladungsbestimmende Schicht
eingebaut. Die Phosphatadsorption 1st damn sehr gering.
Dir:g::.
1ogenidionen wirken hier ala nichtisotope RUckhalte-
tRUckhaltetrdger sind isotope oder nichtisotope inaktive
187
50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
5'
31,
It
1
q1,
41
,
1
?
Ionen, die eine Ladung gleichen Vorzeichens wie das Radio-
nuklid tragen, and dessen Mitfallung oder Adsorption herab-
gesetzt werden soil. Die adsorbierten, inaktiven Tragerio-
nen stdren den Radiochemiker in den meisten Fallen nicht.
Die Adsorption an Niederschlagen hangt ench vom Polarisa-
tionsvermtigen der Ionen des Niederschlages ab. Silberjodid
adsorbiert beispielsweise mehr Phosphationen ala die glei-
che Menge Silberchlorid, denn das Jodidion besitzt grosse-
res Polarisationsvermdgen ale das Chloridion. Die Adsorp-
tion hangt weiterhin von der Ladung and dem Ionenradius ab.
OberflachengrOsse and -Struktur spielen ebenfalls eine Rol-
le. Die nachtragliche Adsorption an vorgebildeten Nieder-
schlagen 1st sehr viel geringer ale bei direkter Fallung
des Adsorbens in Gegenwart des Radionuklide. Sie folgt aber
den gleichen Gesetzmassigkeiten!
5. Arbeitsanleitang:
Alle Reaktionen sind in 25 ml Becherglasern auszafahren.
Die Silberhalogenidniederschlage sind anter vollig gleichen
Bedingungen herzastellen. Hierbei wird wie folgt verfahren:
5.1. Mitfallungsreaktionen
Die za fallende Losung wird bis zum Sieden erhitzt, mit
aquimolaren Mengen Fallungsmittel versetzt, bis yam Aus-
flocken des Niederschlages 15 sec kraftig geriihrt and dann
die restliche Menge Fallungsmittel zugesetzt. Nun wird noch
5 min ohne Unterbrechung geruhrt, bis der Niederschlag
feinflockig wird. Man filtriert den Niederschlag ab and
wascht 2 mal mit 5 m1 H20 and anschliessend mit 3 ml Metha-
nol nach. Die Filter werden mit Prenaband auf V2A-Schieber
geklebt and die Zahlrate wird bestimmt.
5.2. Adsorption an vorgebildeten Niederschlagen
Die Silberhalogenidniederschldge werden, wie unter 5.1. be-
schrieben, hergestellt. Wenn der Niederschlag feinflockig
ist, setzt man die aktive LOsung mi, riihrt erneut 5 min,
filtriert and wascht wie oben beschrieben.
188
4
5.3. Vergleichsprobe
Dar Ausbeutebestimmang der Adsorptionsvorgange ist es not-
wendig, die Aktivitat der zugesetzten Phosphatldsungen ma
kennen. Man dampft deshalb 1 ml des aktiven Phosphate aaf
einem Al-Schalchen em n and bringt es ale Vergleichsprobe
(100 ? der Aktivitat) zar Messung.
5.4. Pallungsschemen
5.4.1. Versuche zar Abhangigkeit der Adsorption von der
Oberflachenladung des Niederschlages (Aufgabe 1.1.)
Vorlage:
2 ml n/20 Nan 5m1 H20 lm]. akt. PO4-3-Leg.
N 11 /1 M N It 11 tl
tt N N M
RN MN NM
2 ml n/20 AgNO3 5m1 H20 ml a1ct.P03-3-Leg.
nn inn n 1111M1111 N
N
N 11 N N 11
Fallungamittel:
6 ml n/20 AgNO3
4 " NM
2W RN
2 ml n/20 NaC1
4W "
11 I1
6 R NM N M
5.4.2. Adsorptionsversuche an vorgebildetem Silberchlorid
(Aufgabe 1.2.)
Vorlage: Fallungsmittel: Nachtragl.zuges.Lsg.
2 ml n/20 NaC1 5m1 H20 2m1 n/20 AgNO3 1 ml akt.P04-3-Lsg.
N 4W N N It N II N It II
^ M M M 11 M II
N N 11 N It
5.4.3. Adsorption
gabe 1.3.)
Vorlage:
2 ml n/20 NaC1 5m1
2 ml n/20 WW1 5m1
11 6" n 11 It
it n II
in Abhangigkeit vom
11 It N
II II 11 N Nil
N
Fallungsmedium (Auf-
1120 lml akt. PO4-3-Leg.
H20 0,5m1 n/10 HNO3
lml akt. PO4-3-Lsg.
H20 2,5m1 n/10 HNO3
lml akt PO4-3-Lsg.
1120 5m1 n/10 HNO3
lml akt. PO4-3-Lsg.
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Fallungsmittel:
4m1 n/20 AgNO3
? N tl
II tl 11 11 N
It tiN 11 HI
189
111
Declassified in Part - Sanitized Cop Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
5.4.4. Adsorptionseffekte an AgC1, AgBr und AgJ (Aufgabe
1.4.)
Vorlage:
2 ml n/20 Nan 5m1 1120 lml akt. PO4-3-Leg. 4 ml p/20 AgNO3
s
Fallungemittel:
NW NH
N N
103r
xJ
/1 II N
ft N N NW N
5.4.5. Adsorption in Abhangigkeit von der Menge des ieoto-
pen RUckhaltetragers (Aufgabe 1.5.)
Vorlage: Fillungsmittelt
2 ml n/20 NaCl 5m1 1120 0,5ml n/102.1103 4 a n/20 AgNO3
is). akt. PO4
2 ml n/20 NaC1 5m1 1120 0,5m1 n/10 HNO3 4 a n/20 AgNO3
hal akt. PO4-3-Leg. lml inakt.PO4-3-Lag.
2 ml n/20 NaC1 5m1 H20 0,5m3. n/10 HNO3
lml akt PO4-3-Lsg. 2m1 inakt.PO4-3-Leg.
2 ml n/20 NaC1 5m1 1120 0,5m1 n/10 HNO.x N Nft N 11
lml akt. T04-3-Lag. 351 inakt.PO4 -Leg.
2 ml n/20 NaC1 5m1 H20 0,551 n/10 HI103
lml
ft N
N N
II /I
akt. PO4 -3 -Lsg. 4m1 inakt.PO4-3 -Lsg.
5.4.6. Abh&ngigkeit der Phosphatadsorption von der Menge
II II NW
eines nichtisotopen
Vorlage: Aillungemittel:
2 ml n/20 NaC1 5 mi 1120 2m1 n/20 AgNO3
11 11 II II I1 II LI /I N ?I
Riickhaltetrdgers (Aufgabe 1.6.)
II II 11 II 11 n n to ii n It to to oi
to it liii to ot ot to N ftN N
nachtrEgl.Zugabe:
hal akt.P0-3-Leg.
2m1 n/20 XBT
lml aktPO4-3-L8g.
4m1 n/20 Dar
ima akt.P04-3-Leg.
6m1 n/20 KBr
lml akt.P04-3-Leg.
Es ist darauf za achten, daes die KBr-Lbsung immer vor der
aktiven Phosphatltisung vagegeben wird!
Man stelle die Ergebniese in Form von iibersichtlichen Ta-
bellen zasammen!
-190
Versuch C-17: Austauschreaktionen
1. Aufgabenstellung:
1.1. Es soil der Jodaustausch zwischen C2H5J and NaJ in
abs. Alkohol zeitlich verfolgt werden. Man berechne
die konstante k und prti.fe, wie weit k temperatur-
und konzentrationsabbangig 1st.
1.2. Der X32-Austausch zwischen PO4-3- and P2-4 0--4-Ionen
soil bei Siedetemperatur and verschiedenen pH-Wer-
ten der LOsungen (pH 5,5 and 12) ermittelt werden.
Der Austausch 1st aaf Grand der Messergebnisse in %
anzageben.
1.3. Man untersuche, ob zwischen Co+2-Ionenund komplex
gebundenem Kobalt [Co(11H3)6] 013 Austausch er-
folgt.
1.4. Frisch gefUlltes AgJ tauscht mit J131-Ionen der Lb-
sung aus. Es soil der Austausch in Abhangigkeit von
der Temperatur and der Zeit bestimmt werden.
1.5. Pestes CuJ taascht ebenfalls mit J131-Ionen einer
wiissrigen Ltosung aus. Man pride die Austauschge-
schwindigkeit bei Raum- and Siedetemperatur.
2. Literatar: (88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95)
3. Zubehdr:
3.1. Jodaustausch zwischen 02 H5 J and NaJ (homogen)
-
12 g NaJ (fest)
aktive NaJ-Losung
abs. Alkohol
Athyljodid (frisch destilliert)
96 'tiger Alkohol
2 Scheidetrichter (150 ml)
3 Erlenmeyerkolben
5 Becherglaser (50 ml)
Declassified in Part- Sanitized Cop Approved for Release ? 50-Yr2013/09/12.CIA-RDP81-01043R002300240007-q
191
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
.1
111,1,
1 1
;
tIt
2 Schliffkolben NS 14 (50 ml)
2 Rackflussktihler NS 14
3 Pipetten (10 ml)
1 Thermostat
1 Pipette 25 ml
1 kompl. Messanordnung
3.2. Phosphoraustausch zwischen Ortho- und Pyrophosphor-
stiure (homogen)
1/100 n H3PO4-Visung
1/100 n H4P207-Losung
Pufferlosang (3,5 Mol Natriumacetat 1,5 Mol
Essigsaure/1)
Kadmiummitratldsung
-
aktive 113P32 04-Losung (1 m1r.4 105 Imp./min)
verd. NaOH
verd. Ammoniak
CaC12-Ltisung
pH-Papier
5 Bechergldser (100 ml)
2 Bechergldser (400 ml)
1 Pipette (1 ml)
1 Pipette (5 ml)
2 Pipetten (10 ml)
1 Witt'scher Topf
1 Fritte mit Zubehtir
Filtrierpapier
V2A-Schieber
Prenaband
Al-MeBschalchen
1 Bunsenbrenner
1 kompl. Messanordnang
3.3. Austauschversuch mit Kobalt-60 (homogen)
Eco(NH4)6] C13-lbsung (inaktiv)
CoC12-Losung (radioaktiv markiert)
192
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release
1
T1(NO3)3-LOsung
verd. HC1
2 Bechergldser (15 ml)
1 kompl. Filtriereinrichtung
2 Pipetten (1 ml)
Filter
V2A-Schieber
Prenaband
Al-MeBschdlchen
1 kompl. Messanordnung
3.4. Jodaustausch AgJ/NaJ (heterogen)
AgNO3-Ltisung
NaJ-Lijeung (inaktiv)
NaJ-LOsung (aktiv)
verd. HNO3
3 Bechergldser (50 ml)
3 Bechergldser (100 ml)
1 kompl. Filtriereinrichtung
V2A-Schieber
GlasstEbe
Prenaband
1 Kochplatte
Al-MeBschdlchen
1 kompl. Messanordnung
3.5. Jodaustausch CuJ/NaJ (heterogen)
AgNO3-Ltisung
CuJ (inaktiv)
verd. HNO3
NaJ-LOsung (aktiv)
2 Bechergldser (25 ml)
1 kompl. Filtriereinrichtung
2 Bechergldser (200 ml)
V2A-Schieber
Filter
???
193
50-Yr 2013/09/12 ? CIA RDP81 01041Rnn9 nn9Ann 7 0
.10
Declassified in Part - Sanitized Copy Ap roved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Prenaband
1 kompl. Messanordnung
4. EinfUhrung:
Wdhrend nach den allgemeinen Arbeitsmethoden keine Unter-
scheidung zwischen Atomen (MolekUlen) em n und desselben
Elementes - wenn sie im gleichen chemischen Zustand vorlie-
gen - moglich let, gelingt dies mit Hilfe radioaktiver Nu-
klide. So 1st man unter Anwendung von Radionukliden in der
'sage, bestimmte Austauschreaktionen zwischen gleichartigen
Atomen (MolekUlen) quantitativ za verfolgen.
Unter einer Austauschreaktion versteht man einen chemischen
Vorgang, in dem die Atome eines bestimmten Elementes zwi-
schen zwei oder mehreren chemischen Verbindungen desselben
Elementes austauschen. Ale Beispiel sei der von HEVESY
schon 1920 anter Verwendung von ThB(Pb212) untersuchte
Bleiaustausch zwischen Pb(NO3)2 arid PbC12 in wdssriger
L?-
sung genannt. Man unterscheidet zwei Hauptgruppen von Aus-
tauschvorgdngen:
a) homogene Austauschreaktionen (z. B. Austausch ir
einer Phase)
b) heterogene Austauschreaktionen (z. B. Austausch
zwischen verschiedenen Phasen (flUssig/fest)).
Ein homogener Isotouenaustausch kann nach der allgemeinen
Gleichung erfolgen:
AC + BC* 4i==t AC + BC.
Dabei 1st Cr em n radioaktives Atom von C. Man hat festge-
stellt, dass die Austauschreaktionen einem Exponentialge-
setz gehorchen. Bezeichnet man die Konzentrationen
(Mol/liter (AC) +(ACr) = a; (BC) + (BC*) = b; (Ac*) = x
and (BC) = y, so kann nach der folgenden Beziehung die
Austauschkonstante R berechnet werden:
194
p.
ab
Rt = - 717.7.?E In (1 -
X )
Xpo
R = Menge der zwischen A and B ausgetauschten Atome C
(Mo1/1.sec)
= Zeit des Austausches
a = Konzentration von C (aktive plus inaktive) in der
A-Form (Mol/1)
b = Konzentration von C (aktive plus inaktive) in der
13-Form (Mol/1)
= Konzentration ddr radioaktiven Ck in der A-Form zar
Zeit t
= Konzentration der radioaktiven C;1c in der A-Form
co
nach sehr langer Zeit
Die Austauschreaktion 1st dann vollstUndig, wenn die Akti-
vitdten von AC* and BC* gleidh sind. Die Zeit, in der
die Hdlfte des Austausches vor sich geht, nennt man die
Halbwertzeit des Ionenaustausches (t1/2). Sind die Konzen-
trationen a and b bekannt, and werden x and xo. experimen-
tell bestimmt, so ldsst sich R ausrechnen. Besonders ein-
fach gestaltet sich die Berechnung, wenn man [1 - (./.00) 3
auf halblogarithmischem Papier gegen t auftrdgt. Aus der
erhaltenen Geraden ldsst sich die Halbwertzeit (t112) der
Austauschreaktion graphisch ermitteln. Dann let x/ x0,= 0,5,
and man kann eine vereinfachte Beziehung anwenden:
ab
R = IFT-7 ?
0.693
?
t / 2
Erfolgt der Austausch nach einer bimolekularen Reaktion,
so let
ab 0,693
R = k (a b) - .
npriassifipci in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
t1/2
195
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
1:?;!
k -
0,693
(a+b) t1/2
0,693
bzw.
?
t1/2 = k (a b)
k jet eine Konstante und jet mm Falle einer bimolekularen
Reaktion konzentrationsunabhdngig.
FUr heterogene Austauschreaktionen let das Exponentialge-
Betz nicht ohne weiteres anzuwenden, da der Austausch von
verschiedenen weiteren Faktoren wie Rekristallisation,
Selbstdiffusion usw. abhangt. (Ndheres 1st aus der Spezial-
literatur zu entnehmen.)
5. Arbeitsanleitung:
5.1. Bestimmung des Jodaustausches zwischen 02H5J und NaJ
(homogen)
Zu einer konzentrierten Lowing von 12 g Natriumjodid wird
trdgerfreies NaJ131 (etwa 2 . 105 Imp./Min) gegeben. Man
mischt gut durch und stellt darch restloses Eindampfen die-
ser LOsung markiertes NaJ in wasserfreier Form her. 60 g
frisch destilliertes Athyljodid werden zusammen mit 8 g des
Natriumjodids in 200 ml absolutem Alkohol gelost. 25 ml
dieser LOsung gibt man in einen Jenaer-Glas-Kolben und
kocht 30 min am RUckfluss. Unter diesen Bedingungen wird
restloser Austausch der Jodatome erreicht. (Juts dieser Aus-
tauschreaktion wird x? ermittelt!!) Den Rest der LOsung
teilt man in zwei gleichgrosse FlUssigkeitsmengen. Einen
Tell lasst man bei Zimmertemperatur stehen, wdhrend der
andere in einem Thermostaten auf 400 C erwarmt wird. In
Abstanden von je 15 min werden beiden Losungen je 10 ml
entnommen. Jede dieser Proben (10 ml) soll dann in einem
Scheidetrichter mit 100 ml dest. Wasser gut durchgeschUt-
telt und das Athyljodid (untere Schicht) abgetrennt wer-
den. Mit 96 Sigem Alkohol wird das abgetrennte 02H5J ge-
196
lost (Gesamtvolumen 15 ml) und in einem FlUssigkeitszahl-
rohr our Messung gebracht. Die Austauschreaktionen sollen
auf diese Weise 2 Standen (8 Proben je Litisung) lang ver-
folgt werden.
Der am RUckfluss behandelten (25 ml) Probe werden nach dem
Erkalten ebenfalls 10 ml entnommen. Sie werden wie oben be-
handelt und zur Messung gebracht. (Zdhlrate fUr x00, .)
Nachdem die Zahlraten der einzelnen Proben ermittelt Bind,
rechnet man [1 -x aas und trdgt die Werte auf halblo-
..
garithmischem Papier (1 Potenz) gegen die Zeit t (min) mil'.
Die Konzentrationen x und x.. kiinnen darch die Zdhlraten
ersetzt werden. (Die Zdblraten sind den J131-Konzentratio-
nen proportional.)
Aus den erhaltenen Geraden wird t1/2 graphisch ermittelt;
die Werte fur k werden berechnet nach:
k
0 693
-
(a. b) t1/2
In welcher Weise jet k temperaturabhdngig?
Bei einer bimolekularen Reaktion is k konzentrationsunab-
hangig. Man prUfe, ob der Austausch nach
02H5J + NaJ*---4 C2 H5 JN + NaJ
t---
bimolekular verlduft. Hier= fahre man eine weitere Ver-
suchsreihe mit anderen NaJ- und C2H5J-Konzentrationen bei
40? C durch.
Es werden 4 g NaJ und 40 g C2H5J in 100 ml abs. Alkohol
gelUst und, nachdem 25 ml zur Behandlung am Rackflass ent-
nammen sind, der Austauschvorgang bei 400 C genaa wie
oben (Probenentnahme In Abstanden von 15 min) Uber 2 Stan-
den verfolgt. xa, wird hier ebenfalls as der 30 min ge-
kochten LOsung bestimmt. Nachdem ti/2 graphisch ermittelt
1st, sollten sich dieselben k-Werte wie oben (400 C LOsung)
errechnen lassen! (Infolge des nicht ganz idealen Verbal-
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
197
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
tens der Losungen schwankt k etwas!!) Der Nullwert des
Fllissigkeitszdhlrohres 1st nach jeder Messung zu priifen!!
Die wdssrigen Bowie organischen Rlickstdnde sind getrennt
zu sammeln!
5.2. Austausch zwischen PO -3- und P207-4-Ionen in Abhdn-
glgkeit vom pH-Wert (homogen)
In drei Bechergidser (100 ml) werden je 20 ml Ortho-, 10 ml
Pyro- und 1 ml aktive Orthophosphorsdureldsung gegeben. Man
stellt nun die einzelnen Ldsungen auf verschiedene pH-Werte
(1. Ldsang pH 3; 2. Ldsang pH ;? Losung pH 12) em. Die
LOsungen werden erwdrmt und 30 min lang bei 100? C gehal-
ten. Nach dem Erkalten gibt man zu jeder Probe 5 ml der Es-
sigsdure + Natriumacetat-Pufferldsung und fdllt die Pyro-
phosphorsdure darch tropfenweise Zug,abe einer Kadmiumni-
tratlOsung ala schwerldsliches Cd-Salz as. Es wird fil-
triert und die Orthophosphorsdure mit CaC12-Ldsung und ver-
dUnntem Ammoniak aasgefdllt. Die Niederschldge werden mit
dest. Wasser gewaschen, getrocknet, mit Prenaband auf V2A-
Schieber geklebt und die Zdhlraten ermittelt.
5.3. Austausch zwischen Co+ -Ionen und komplex gebundenem
Kobalt (homogen)
1 ml Kobalthexamintrichlorid-Ldsung und 1 ml einer radioak-
tiv markierten 00012-Losung lasst man in einem Becherglas
2 Standen bei Zimmertemp. stehen. lurch tropfenweise Zuga-
be einer Tl(NO3)3-Ldsung wird das [Co(NH3)61 Cl ale
[Co(NH3)61 T1C16 ausgefdllt. Man filtriert, wdscht mit
verd. H01 und bringt den Niederschlag zur Messung. Zum Ver-
gleich wird 1 ml der CoC12-Ldsang in einem Al-MeBschdlchen
eingedampft und der Riickstand gemessen. (100 % der Aktivi-
tdt.) Wieviel % des Kobalts haen in dieser Zeit ausge-
tauscht?
RUckstande sammeln!!
198
5.4. Jodaustausch zwischen festem AgJ und Jodionen einer
LOsung (heterogen)
1 g NaJ (bzw. KJ) wird in 50 ml dest. Wasser genet. Man
sduert mit verd. HNO3 an und fdllt das Jod durch tropfen-
weise Zugabe von verd. AgNO3-Ldsung ala AgJ aus. (Em n Ag-
Ionen-Oberschuss istlOglichst zu vermeiden.) Der Nieder-
schlag wird abfiltriert, mit verd. HNO3 und dest. Wasser
gewaschen. Je 1/3 des AgJ bringt man neben 9 ml Wasser und
1 ml aktiver NaJ-Ldsung in je em n 100 ml Becherglas. Mit
Glasstdben wird gut geriihrt, so dass das Silberjodid in
fein verteilter Form vorliegt. Wdhrend eines der drei Be-
chergIdser etwa 1 Stunde bei Zimmertemperatur stehen
bleibt, werden die beiden anderen Losungen zam Sieden er-
hitzt. Nach 15 bzw. 30 min Siedezeit trennt man &arch Fil-
trieren die AgJ-Anteile ab. Es wird mit HNO3-haltigem Was-
ser gewaschen. Die Niederschldge werden unter einem Glok-
kenzdhlrohr gemessen. Die Filtrate sduert man mit verd.
HNO3 an und fdllt das J- mit AgNO3-LOsung aus. Die Nieder-
schldge werden wie oben filtriert, gewaschen, auf V2A-
Schieber geklebt und zur Messung gebracht.
Man gebe den Jodaustausch in % bezogen auf eine bestimmte
Zeit und Temperatur an.
5.5. Jodaustausch zwischen CuJ und J--Ionen (heterogen)
In zwei Bechergldser werden je 0,5 g CuJ, 1 ml einer radio-
aktiv markierten NaJ-Ldsung und 9 ml Wasser gegeben. Ein
Becherglas ldsst man bei Zimmertemperatur stehen, Aihrend
das andere auf Siedetemperatur (100? C) zu bringen ist.
Nach 30 min Austauschzeit wird filtriert, gewaschen and
getrocknet. Man klebt die CuJ-Proben auf V2A-Schieber und
ernittelt die Zdhlraten. Aus den Filtraten Mit man das
Jod ala AgJ aus, filtriert, trocknet und bestimmt die Zdhl-
raten wie oben.
Die Austauschgeschwindigkeit 1st bei Halm- und Siedetempe-
ratur anzugeben.
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
199
9
tiCt-
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Versuche C?X: Zur Zeit in Vorbereitung befindliche Versuche
(Siehe Bemerkung zu P?X)
a) Abtrennung von Radioelementen durch Destillation
Radiopapierchromatographie
Reaktionskinetik
200
Literaturverzeichnis
1. V. Kment und A. Kuhn, Das GEIGER?MULLER?Zahlrohr,
Leipzig 1953
2. E. Funfer und H. Neuert, Zahlrohre und Szintilla?
tionszdhler, Karlsruhe 1954
3. W. Riezler, Einfiihrung in die Kernphysik, 5. Alin.,
MUnchen 1953
4. B. Baule, Die Mathematik des Naturforschers und
Ingenieurs, Bd. II, Leipzig 1948
5. 0. Riedel, Nucleonics 12, 64, 1954
6. W. Herrmann und R. Renker, z. Zt. 1. Druck
7. C. F. Weiss, Radioaktive Standardpraparate, Berlin
1956
8. H. Schwiegk, Kiinstliche radioaktive Isotope in Thy?
Biologie, Diagnostik und Therapie, Gottingen 1952
9. B. Rajewsky, Strahlendosis und Strahlenwirkung,
Stuttgart 1956
10. J. Effert und H. Gajewski, Einflihrung in die techni?
sche ROntgenphotographie, Leipzig 1945
11. W. Winter, Radiumdosimetrie, Wien 1941
12. J. M. A. Denlhan, Atomic Energy, London 1953
13. E. Bleuler and G. J. Goldsmith, Experimental
Nucleonics, New York 1952
14. K. E. Zimen, Angewandte Radioaktivitat, Gottingen 1952
15. E. Broda und Th. Schtinfeld, Die technischen Anwendun?
gen der Radioaktivitat, Berlin/MUnchen 1956
16. F. Wachsmann, Die radioaktiven Isotope, MUnchen 1954
17. B. P. Burtt, Nucleonics 28, 1949
18. J. L. Putman, Brit. J. Radiology 23, 46, 1950
19. H. H. Seliger and A. Schwebel, Nucleonics 12, 54, 1954
20. H. Maier?Leibnitz, Physik. Z. 43, 333, 1942
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 50-Yr 2013/09/12 ? CIA RDP81 0104:11RnnTInn9Annn7 a
201
rz,q,
..?-
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
21. F. G. Houternans, L. Meyer-SchUtzmeister und D. H.
Vincent, Z. Physik 134, 1, 1952
22. M. Leistner, Z. Physik 141, 463, 1955
23. F. Hecht und M. K. Zacherl, Handbuch der Mikrochemi-
schen Methoden, Bd. II, Wien 1955
24. W. Hanle, Der Szintillationszdhler, Naturwiss. 2E,
176, 1951
25. I. B. Birks, Scintillation Counters, London 1954
26. S. C. Curran, Luminescence and the Scintillation
Counters, London 1953
27. W. Y. Chang and S. Rosenblum, Phys. Rev. E, 222, 1945
28. S. C. Curran and I. D. Craggs, Counting Tubes,
London 1949
29. F. Kohlrausch, Praktische Physik, Bd. II, Leipzig 1955
30. G. Hertz, Grundlagen und Arbeitsmethoden der Kernphy-
sik, Berlin 1957
31. J. W. Hensley, J. of the Am. Cer. Soc. 34, 188, 1951
32. B. A. Rubin, Science 110, 425, 1949
33. K. Horvitz, Z. Physik 15, 371, 1923
34. K. Horvitz und F. Paneth, S. B. Wien Akad.
1819, 1914
Wiss. 123,
35. J. W. Hensley u. a. Ind. Eng. Chem. 1949, S. 1415
36. T. Ishimori, Bull, of the Chem. Soc. of Japan, Heft
336, 1953
37. G. Spacu und A. Pope, Z. Anal. Chem.
120, 322, 1940
38. Y. Murakami, Bull, of the Chem. Soc. of Japan 22,
206, 1949
39. H. Mouren, P. Chovin und R. Dantel,
Chem. Abstr. 40, 1752, 1946
Compt. rend. n'9, 127, 1944
40. M. B. Neimann, W. B. Miller und Fedossojewa, Daklady
Akad. Nauk SSSR 75, 719, 1950
41. F. Paneth und S. B. Hevesy, Wien Akad. Wiss. 122,
1001, 1913
202
6,
42. O. Erbacher und B. Nikitin, Z. Phys. Chem. 48,
409, 1935
43. B. N. Cacciapuoti und F. Perla, Atti accad. Lincei
(Rend.) Classe sci. fis. mat. nat. 28, 385, 1938
44. R. Raka and J. E. Willard, J. Phys. Coll. Chem. 21,
351, 3.949
45. M. Ishibashi, J. Chem. Soc, of Japan 22., 1070, 1934
46. K. Scheel, Angew. Chem. 66, 102, 1954
47. O. Gubelin und K. Stammbach, Helv. Chim. Acta
1245, 1951
48. T. Schofield und E. Broda, Atompraxis Heft 3, 17, 1957
49. Cook and Duncan, Modern Radiochemical Practice,
Oxford 3.952
50. M. Calvin, C. Heidelberger, J. Reid, B. Tolbert and
P. Yankwich, Isotopic Carbon, .New York 1949
51. A. Grosse,
gi II
Ber. 61, 233, 1928
Nature 120, 621, 1927
NaturwiWg: 15, 766, 1927
52. R, Thompson, MDDC - 1770 (Abstracts of Reclamified
Documents .20 Nr. 6, 1948
Abstracts, Chicago meeting A. C. S. April, 1948
53. H. Remy, Lehrbuch der anorganischen Chemie, Bd.
Leipzig 1950
54. D. Dyrssen, Svensk. Kern. Tidskr. 62, 153, 1950
55. W. Crookes, Proc. Roy. Soc. London 66, 4093 1900
56. T. Goldlewski, Phil. Mag. ig, 45, 1905
57. T. Vestermark, Svensk. Kern. Tidskr. 1950
58. E. Glfickauf, H. Mc Kay and A. R. Mathieson, Trans.
Faraday Soc. il, 437, 1951
59. A. C. Wahl and N. A. Bonner, Radioactivity Applied to
Chemistry, New York 1951
60. NNES Radiochemical Studies, Fission Products Bd. 1 - 3
61. E. u. M. Lederer, Chromatography, Amsterdam 1957
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
203
a,
:it
Je;
0.1:1
1?1,
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
62. 0. Samuelson, Ion-Exchangers in Analytical Chemistry
New York 1953
J. Am. Chem. Soc. 69, 2769, 1947
63. G:riessbach, Chem. Ing. Techn. 1955, S. 569
64. R. inInin, Ind. Eng. Chem. 1951, S. 102
65. Meinke, Analyt. Chemistry Z1, 778, 1953
66. H. Otte, Microchemica Acta 1, 27, 1956
67. W. Herr, Angew. Chet. 64, 679, 1952
68. Szilard and Chalmers, Nature 134, 462, 1934
69. Edwards and Davies, Nucleonics 2, 44, 1948
70. H. SUss, Z. phys. Chem. B 45, 297 u. 312, 1940
71. W. F. Libby, Am. Chem. Soc. 62, 1930, 1940
11 ii H 1 Ii
2523, 1947
72. G. Friedlander and J. W. Kennedy, Introduction to
Radiochemistry, New York 1949
73. J. E. Willard, J. Am. Chem. Soc. 62, 256, 1940
, 3161, 1940
74. Hanwill, J. Chem. Phys. 17, 215, 1949
75. E. Cooper, Phys. Rev. 61, 1, 1942
76. E. Segr6, R. Halford and G. Seaborg, Phys. Rev. 52
321, 1939
77. M. I. Korsunski, Isomerie der Atomkerne, Berlin 1957
78. E. Kamen and Reiner, Arch. Biochemistry la, 273, 1947
79. E. Kamen, Radioactive Tracers in Biology, New York 1951
80. G. Hevesy and Ri Hobbie, Z. analyt. Chemie 21, 1, 1932
81. Beyond and Fischer, Analyt. Chim. Acta 21., 538, 1953
82. A. J. Freeman and D. N. Helme, Analyt. Chemistry 2g,
932, 1950
83. Houben-Weyl, Methoden der org. Chemie Bd. 3/1, 784,
Stuttgart 1955
84. L. Imre, Z. phys. Chem. A 153, 127 and 262, 1931
H n n n it it
204
85. K. Fajans und T. Erdey-Gruz, Z. phys. Chem. A 158,
97, 1932
86. 0. Hahn and L. Imre, Z. phys. Chem. A 144, 161, 1929
nii Aug. Chem. 871, 1930
? n 0. Erbacher and N. Feichtinger, Ber. 22,
2014, 1926
87. A. Lottermoser, J. prakt. Chem. 22., 39, 1905
88. H. Mc Kay, J. Am. Chem. Soc. 702, 1943
89. R. Duffield and M. Calvin, J. Am. Chem. Soc. .61,
557, 1946
90. R. Betts, Can. J. Research.
91. J. Wilson and R. Dickinson,
1358, 1937
92. D. Hull, C. Shiflett and S. Lind, J. Am. Soc. 2a,
1822, 1936
93. E. Gleditsch and E. Rona, Arch. Math. Na-turvidenskab
'lip 53, 1941
94. A. Polessitsky, Comp. rend. acad. sci. MISS 24, 540,
1939 and 22, 441, 1940
D. Hall, J. Am. Chem. Soc. .61, 1269, 1941
26 B, 702, 1948
J. Am Chem. Soc. NJ
95.
npelassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
205
lc
11,
v
1-
Un en.
ZW = Zahlwerkablesung
ill (A am Anfang und E am Ende einer Messung)
!'D
rl Diff. = Differenz der ZW-Ablesungen
t,..
US = Einze1impu1se, die im Untersetzer stecken
m . Impulszahl . (Diff. x 64) + US
Declassified in Part - Sanitized Co.y Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12: CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Anhang
Tabelle 1: Muster einer Messtabelle+)
64-fach-Untersetzer; UA = 1234 V; zo = 180 Imp./Min
Nr.
(min)
A
ZW
Diff.
US
in
1
2
3
4
2
2
?
410
442
441
475
31
33
54
26
2038
2138
1019
1069
+) Die Messtabelle 1st je nach Aufgabenstellung zu erwei-
tern bzw. abzuandern; der Nullwert zo 1st Wahrend einer
Messreihe mehrfach zu kontrollieren.
,
.j
? ?
4:?`.
f
40:?-s
206
Tabelle 2: Rechentafel fur 64-fach-Untersetzer
64 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
28 2 25 32 448 5 2 57 0
44 5
65 129 193 257 321 385 449 513 577 28
1' 65' 129' 193' 257' 321' 385 449' 513' 577' 92
4
5
4
5 3 67 131 195 259 323 387 451 515 579 20
6 3' 67' 131' 195' 259' 323' 387' 451' 515' 579' 84
3 9 2.1 4 3:: 45 5 ? 80
8 5 69 133 197 261 325 389 453 517 581 12
' 69' 133' 197' 261' 325' 389' 453' 517' 581' 76
390 454 5 8 40
9 55 59 5
12
7'
71'
135'
199'
263'
327'
391'
455'
13
8
72
136
200
264
328
392
456
4
72
3
00
2.4
32
39
45
15
9'
73'
137'
201'
265'
329'
393'
457'
16
10
74
138
202
266
330
394
458
17
10
74
158'
202'
26t'
330
394
458
18
11'
75'
139'
203'
267'
331'
395'
459'
19
12
76
140
204
268
332
396
460
20
-12
76
140'
204'
268'
332
396
460
21
13
77
141
205
269
333
397
461
22
14
78
142
206
270
334
398
462
23
14'
78'
142'
206'
270'
334'
398'
462'
24
15
79
143
207
271
335
399
463
25
16
80
144
208
272
336
400
464
26
16'
80'
144'
208'
272'
336'
400'
464'
27
17
81
145
209
273
337
401
465
28
17'
81'
145'
209'
273'
337'
401'
465'
29
18'
82'
146'
210'
274'
338'
402'
466'
0
19
83
147
211
275
339
403
467
31
19'
83'
147'
211'
275'
339
403'
467"
32
20
84
148
212
276
340
404
468
33
21
85
149
213
277
341
405
469
4
21'
85'
149'
213'
277
341
405'
469-
35
22
86
150
214
278
342
406
470
36
23
87
1 1
215
279
343
407
471
3
2
?
45
4
38
24
88
152
216
280
344
408
472
39
24'
88'
152'
216'
280'
344'
408'
472'
TO
25'
611)"
153'
217
281
345'
409-
473
41
26-
90
15421S
282
346
410
474
42
26'
90'
154' 218'
282'
346'
410'
474'
43
27'
91'
155'
219'
283'
347'
411'
475'
44
-28F---92r--11.5-6---274-6--2-84
348
412
476
45
28' 92' 156' 220' 284'
348'
412'
476'
46
29
93
157
221
285
349
413
477
3
94
2
28
,5
4 4
47
48
30'
94'
158'
222'
286'
350'
414'
478'
49
31
95
159
223
287
351
415
479
519' 583'
520 584
5 ? 584
521' 585' 60
522 586 24
522 586 88
523' 587' 52
524 588 16
524 588' -80
525 589 44
526 590 08
526' 590' 72
527 591 36
528 592 00
528' 592' 64
529 593 28
529' 593' 92
530' 594' 56
531 595 20
531' 595' 83
532 596 48
533 597 12
533' 597 76
534 598 40
535 599 04
68
32
3
536 600 32
600'
536'
537'
538
538'
539'
540 604
540' 604'
541 605
54
542' 606'
543 607
96
601' 60
602 24--
602' 88
603' 52
s
16
80
44
11;
72
36
207
Declassified in Part - Sanitized Co.y Approved for Release ? 50 -Yr 201
. -RD -
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
it
?
9
?
? I
224 38
35 4
4 : :
52 33 97 161 225 289
53 33 97' 161' 225' 289'
4 I: 9
55 35 99 163 227 291
56 35' 99' 163' 227' 291'
? ?
?
?
411
?
4
: I
J: ?
4
.41: is
5
353 417 481 545 609 28
353' 417' 481' 545' 609' 2
35 4 54
355 419 483 547 611 20
355' 419' 483' 547 611' 611' 84
. 9
? ?
57 36 100 164 228 292 356 420 484 548 612 48
58 37 101 165 229 293 357 421 485 549 613 12
59 37' 101' 165' 229' 293' 357' 421' 485' 549' 613' 76
60 38 102 166 230 294 358 422 486 550 614 40
61 39 103 167 231 295 359 423 487 551 615 04
62 39' 103' 167' 231' 295' 359' 423' 487' 551' 615' 68
63 40 104 168 232 296 360 424 488 552 616 32
64 40 104 168 232 296 360' 424 488' 552' 616' 96
65 41' 105' 169' 233' 297' 361' 425' 489' 553' 617' 60
66 42 106 170 234 298 362 426 490 554 618 24
67 42' 106' 170 234 298 362 426 490 554 618 88
68 43' 107' 171' 235' 299' 363' 427' 491' 555' 619' 52
69 44 108 172 236 300 364 428 492 556 620 16
70 44' 108' 172' 236" 300' 364' 428 492 556 620 80
71 45 109 173 237 301 365 429 493 557 621 44
72 46 110 174 238 302 366 430 494 558 622 08
73 46' 110' 174' 238' 302' 366' 430' 494' 558' 622' 72
74 47 111 175 239 303 367 431 495 559 623 36
75 48 112 176 240 304 368 432 496 560 624 00
76 48' 112' 176' 240' 304' 368' 432' 496' 560' 624' 6
77 49 113 177 241 305 369 433 497 561 625 2
78 49' 113' 177' 241' 305' 369' 433' 497' 561' 625' 92
79 50' 114' 178' 242' 306' 370' 434' 498' 562' 626' 6
'O 51 115 179 243 307 371 435 499 563 627 20
81 51' 115 179 243 307' 371' 435' 499 563 627 84
82 52 116 180 244 308 372 436 500 564 628 48
83 53 117 181 245 309 373 437 501 565 629 12
84 53' 117' 181' 245' 309 373 437' 501' 565 629 76
85 54 118 182 246 310 374 438 502 566 630 40
86 55 119 183 247 311 375 439 503 567 631 04
87 55' 119 18 247' 311' 315'439 503' 567' 631' 68
88 56 120 184 248 312 376 440 504 568 632 32
89 56' 120' 184' 248' 312' 376' 440' 504' 568' 632' 96
90 57 121 185 249 313 377' 441 505 569' 633' 60
91 58 122 186 250 314 378 442 506 570 634 24
92 58' 122' 186' 250' 314' 378' 442' 506' 570' 634' 88
93 59' 12' 187' 251' 315' 379' 443' 507' 571' 635' 52
94 60 124 188 252 316 380 444 508 572 636 16
95 60' 124' 188' 252' 316' 380' 444' 508' 572' 636' 80
96 61 125 189 253 317 381 445 509 573 637 44
97 62 126 190 254 318 382 446 510 574 638 08
98 62' 126' 190' 254' 318' 382' 446' 510' 574' 638' 72
99 63 127 191 255 319 383 447 511 575 639 36
100 64 128 192 256 320 384 448 512 576 640 Oo
64 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
208
Tabelle 3. Abschirmdicken in cm Dix eine spezifische Dosis-
leistung von 50 mr pro Tag bei -Strahlu.ng (1'-Quant pro
Zerfallsakt.)
(Hach GAMERTSFELDER, umgerechnet v. L.MEYER-SCHUTZMPISTER.f)
r-Energie in MeV
0,5 0,8 1,0 1,5 2 2,5 3,0
a) Aktivitdt
Erforderliche Bleidicke
10
20
50
100
200
500
1
2
5
10
mC - 0,44
mC - 0,02
m0 + 0,50
me + 0,91
me + 1,33
mC + 1,86
C + 2,27
C + 2,69
C + 3,22
C + 3,63
- 0,33 - 0,14
+ 0,37 + 0,77
+ 1,28 + 1,95
+ 1,97 + 2,85
+ 2,67 + 3,76
+ 3,57 + 4,94
+ 4,27 + 5,84
+ 4,97 + 6,75
+ 5,87 + 7,94
+ 6,57 + 8,84
in cm bei 1 m Laftabstand
+ 0,33
+ 1,44
+ 2,97
+ 4,11
+ 5,22
+ 6,75
+ 7,87
+ 8,98
+10,52
+11,67
+ 0,76
+ 2,12
+ 3,92
+ 5,27
+ 6,63
+ 8,43
+ 9,78
+11,14
+12,94
+14,31
+ 1,06 + 1,36
+ 2,50 + 2,83
+ 4,41 + 4,79
+ 5,84 + 6,26
+ 7,28 + 7,73
+ 9,19 + 9,69
+10,63 +11,16
+12,07 +12,63
+13,98 +14,59
+15,43 +16,08
b) Abstand
20 cm + 1,90 + 3,22
50 cm + 0,83 + 1,39
1 in 0,00 0,00
2m -0,83 -1,39
5 in - 1,90 - 3,22
10 in - 2,71 - 4,60
+ 4,19
+ 1,83
0,00
- 1,83
- 4,19
- 5,98
+ 5,28
+ 2,32
0,00
- 2,32
- 5,28
- 7,55
+ 6,31
+ 2,76
0,00
- 2,76
- 6,31
- 9,02
+ 6,70 + 6,86
+ 2,93 + 3,00
0,00 0,00
- 2,93 - 3,00
- 6,70 - 6,86
- 9,57 - 9,80
c) Tdgliche Arbeitszeit
1 Std.- 1,22
2 Std.- 0,81
4 Std.- 0,41
8 Std. 0,00
24 Std.+ 0,65
- 2,08
- 1,37
- 0,69
0,00
+ 1,10
- 2,69
- 1,79
- 0,90
0,00
+ 1,43
- 3,40
- 2,26
- 1,14
0,00
+ 1,81
- 4,06
- 2,70
- 1,35
0,00
+ 2,15
mal mal mal
mal
mal
- 4,31 - 4,41
- 2,87 - 2,94
- 1,44 - 1,47
0,00 0,00
+ 2,29 + 2,34
mal mal
d) Absorbermaterial
Pb
Fe
All
H20
1,00 1,00
2,68 2,11
7,71 5,43
17,80 12,50
1,00
1,75
5,13
11,15
1,00
1,51
4,70
9,93
1,00
1,53
4,25
10,00
1,00 1,00
1,53 1,53
4,81 5,22
11,20 12,35
1 oder Beton
Werte fUr 0,2 and 6,0 MeV fehlen hier.
Die Tabelle gilt streng nur f?r grossfldchige Schatmlinde
bei engem StrahlenbUndel.
209
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release @ 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release ? 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9
'
Im DEUTSCHEN VER LAG DER WISSENSCHAFTEN
sind bisher auf kernphysikalischem Gebiet folgende Mel erschtenen:
ARDENNE. M. v.
Tabellen der Elektronenphyslk, lonenphyslk und
Ubennikroskople
Band Ii Hauptgebiete
XVI/614 S.. mit vielen Abb.. Lex 8?. Ln. DM 74.?
Band U Randaebiete und Hilfsaebiete
XII/617-1368 S., mit vielen Abb.. Lex 8?, Ln. . . . DM 92,?
Das Buch bringt mit kurzem Kommentar die wichtigsten Formeln. Elementar-
vortrAge, Methoden, Anordnungen, Ergebnisse. tethnisch physikalischen
Daten und Stoffeigenschaften in Tabelienform.
ARDENNE. M. v
Tabellen zur angewandten Kernphyslk
S.. mit vielen Abb., Lex 8?. Ln. DM 24,80
Die Zusammenstellunct beschrilnkt sich auf einige Schwerpunkte, wie Indika-
torenmethoden mit radioaktiven Isotopen (Leitisotopen) und der zugeordneten
Mefytechnik. Indikatorenmethode mit stabilen Isotopen und Reaktortechnik.
KORSUNSKI, M. I
Isomerie der Atomkerne
vill/347 S.. 134 Abb., 34 Tabellen, Gr. 8?, Ln. DM 33,60
Aus dem Inhalt: Die Kern-Isomerie des Broms ? Methoden zum Nachweis
der Isomerie und ihrer Indentifizierung ? Uber die Lebensdauer des metasta-
bilen Zustandes ? Die Bestimmung der Ordnung der Multipolitlit eines iso-
meren Uberganges ? Die Anregung metastabiler ZustAnde Isornerie und
Schalenmodell.
SCHPOLSKI, E W.
Atomphyslk
Tell I: XI/444 S.. 226 Abb., Gr 8?. Ln. . . . ..... DM 19.?
Tell II: XI/638 S., 474 Abb., Gr. 8?, Ln. . . . ..... DM 42.40
Der erste Band enthAlt die experimentellen Grundlagen der Atomtheorie und
der Quantenphysik und endet mit der Betrachtung der Welleneigenschaften
der Materie.
Im zweiten Band wird eine systematisthe Darlegung der Grundlagen der
Quantenmechanik bei dem Aufbau der Elektronenhullen des Atoms gegeben.
Ungefahr die HAlfte dieses Bandes ist den Atomkernen und den Betrachtungen
Ober kosmische Strahlen gewidmet.
WEISS, C. F.
Radloaktive Standardpraparate 3. Auflage
Eigenschaften, Herstellung und AktivitAtsbestimmung
232 S., 63 Abb.. Gr. 80, Ln. . . . ....... . DM 18,60
Diese Monographie gibt eine umfassende Anleitung fOr die praktische Arbeit
mit radioaktiven Standardsubstanzen. Die versthiedenen radio-chemisthen
Herstellungsmethoden der einzelnen aktiven Isotope warden ausffihrlich
besprochen.
Declassified in Part - Sanitized Copy Approved for Release 50-Yr 2013/09/12 : CIA-RDP81-01043R002300240007-9