Band 17, Heft 6

Zur Ergänzung von früheren Bestimmungen der Löslichkeit S und des Diffusionskoeffizienten D von Gasen in Hochpolymeren nach der Barrerschen Permeationsmethode werden die beiden Größen durch direkte Sorptionsexperimente ermittelt. Die Messungen werden an amorphem und teilkristallinem Terylen durchgeführt; für H 2 wird die Temperaturabhängigkeit von S und D beiderseits der Einfriertemperatur verfolgt. Aus den Ergebnissen läßt sich schließen, daß die Art der Erniedrigung der beiden Größen infolge Kristallisation nicht im Zweiphasenmodell erklärt werden kann, und ferner, daß der Gastransport auch unterhalb der Einfriertemperatur durch Platzwechseldiffusion vonstatten geht. Aus den Messungen der Temperaturabhängigkeit der beiden Größen lassen sich unter gewissen Voraussetzungen Lösungsenthalpien und Aktivierungsenergien berechnen.

The method of CERMAK and HERMAN has been applied to mass spectrometric studies of symmetrical electron and proton transfer processes. The characteristics of the ion source used have been investigated both experimentally and theoretically. A new type of ionization efficiency curve is obtained if the current o secondary ion is plotted as a function of the voltage between ionization chamber and electron trap at constant low voltage between the filament and the chamber. Essentially complete discrimination of primary ions has been achieved. Electron transfer occurs with rather low cross section in methane but increases with molecular size and with increasing unsaturation. Large cross sections were observed in sulfur and iodine containing compounds. Double charge transfer reactions such as NO ++ + NO → NO + NO ++ , Xe ++ + Xe → Xe + Xe ++ have also been observed. Proton transfer reactions have been observed in several simple molecules. Some experimental results are presented which indicate that proton transfer may occur via a complex (at low kinetic energies) or as a stripping process (at higher energies). Fragment ions have also been observed in the secondary mass spectra of several compounds. While part of these may result from the scattering of primary fragment ions, in some cases additional processes have to be postulated such as hydride ion transfer and dissociative charge transfer from vibrationally excited ions.

The rare gas content of 19 various stone meteorites has been investigated mainly for the abundance of the heavier components. Nine normal chondrites have been selected, which indicated from the A 36 /A 38 -ratio the presence of primordial rare gases. All of them contain primordial Kr and Xe as well as Xe 129 -excess. Their content is proportional to the A 36 -content and increases in the sequence: normal chondrites, enstatite chondrites and carbonaceous chondrites. The relative abundances of the rare gases in the Staroe Pesjanoe and Kapoeta meteorites follow very closely the Suess-Urey abundance curve. This may indicate that their composition is very similar to that of an undifferentiated solar nebula. The isotopic variations of meteoritic and terrestrial Ne and He can be explained by isotope dependant diffusion in solids under the assumptions, that all matter contained the rare gases in solar composition previous to degassing and that Kr and A has been lost to a much smaller extent. A similar process may be responsible for the Xe-anomalies. Heating experiments confirm, that the remaining gases are in thermally resistent components. The Xe 129 -problem is discussed under these aspects.

An investigation of the separated dark fraction of the chondrite Pantar has been made. Rare gas analyses of separated minerals show that the main components of the meteorite, i. e. silicates, larger grains of nickel-iron and troilite, contain only very small amounts of primordial helium and neon. The main amounts of these gases have been found in fine-grained nickel-iron and troilite which are supposed to have been newly formed after the crystallisation of the main minerals of the meteorite. Problems related to the variations of the He/Ne-ratios which have been found are discussed.

Der SCHWARZSCHILD-Exponent von Ilford Q1-. Q2- und Q3-Platten wurde im Bereich der Primärschwärzung unter Berücksichtigung von Empfindlichkeitsschwankungen längs der Platte für die Edelgasionen 22 Ne + , 36 Ar + , 82 Kr + und 86 Kr + einer Energie von 30 keV gemessen. Die Stromdichten und Expositionszeiten wurden um 3,5 Zehnerpotenzen variiert. Im Bereich der Expositionszeiten von 0,07 bis 240 sec ergab sich der SCHWARZSCHILD-Exponent zu p = 1,014 ± 0.007 für Q1-Platten, p= 1,011 ± 0.008 für Q2-Platten, p =1,004 ± 0,007 für Q3-Platten.

In der vorliegenden Arbeit wird über die Untersuchung der (η,α) - und (η,ηα)-Reaktionen berichtet, die von Neutronen mit Energien zwischen 12,1 und 21,5 MeV in den Szintillationskristallen KJ (T1) und CsJ (Tl) ausgelöst werden. Das angewandte Experimentierverfahren nutzt die Tatsache aus, daß mit Hilfe der genannten Kristalle eine Unterscheidung verschiedener einfallender Strahlungsarten erfolgen kann. Diese Möglichkeit wurde herangezogen, um die Energieverteilungen der α-Teilchen zu registrieren, die bei Beschuß der Kristalle mit Neutronen des angeführten Energiebereichs in den (η,α)- und (η,ηα) Reaktionen an den Elementen der Szintillatoren selbst emittiert werden. Zusätzlich erfolgte auch die Bestimmung der Wirkungsquerschnitte für diese Reaktionen als Funktion der Neutronenenergie. Die Meßergebnisse wurden an Hand der statistischen Theorie der Kernreaktionen unter Verwendung verschiedener Niveaudichteansätze und Wirkungsquerschnitte für die Compoundkernbildung analysiert. Als Resultat ergibt sich, daß die (η,α)-Reaktion am Kalium als Verdampfungsprozeß gedeutet werden kann, während im Fall des Jods und Cäsiums neben den Verdampfungsanteilen wesentliche Beiträge aus direkten Wechselwirkungsprozessen auftreten. Von welcher Art diese direkten Prozesse möglicherweise sind, wird erörtert.

The Mössbauer-spectra of the 14.4 kev γ-ray of Fe 37 in Ironcarbonyls were investigated. The data reveal the existence of electric field gradients at the Fe 57 nuclei, produced by the electrons in the molecular orbitals of the compounds. Various aspects of the molecular structure and -bond could be deduced from the magnitude of the observed quadrupole splitting. The Mössbauer-spectra indicate a preferred orientation of the molecules in solid Fe(CO) 5 . The sign of quadrupole moment of the 14.4 kev level of Fe 57 is found to be positive from these data.

Es wurde eine Methode zur Messung der Intensitäten mittelschneller Elektronen (40—60 keV) ausgearbeitet, welche den Effekt der Leitfähigkeitserhöhung von CdS-Einkristallen durch die Elektronenbestrahlung benutzt. Die Untersuchung der Eigenschaften der hergestellten Meßzellen zeigte, daß diese für die Registrierung von Streuintensitätskurven bei der Elektronenbeugungsuntersuchung amorpher Substanzen sehr gut brauchbar waren. Zur Registrierung der Beugungskurve mit einem Schreiber wurde eine Kompensationsmethode entwickelt, die mit Hilfe einer zweiten Meßzelle die Schwankung des Primärstrahls aus der registrierten Kurve eliminiert. Die Genauigkeit der Intensitätsmessung betrug durchschnittlich 1%. Der steil abfallende Untergrund der Beugungskurve wurde bei der Registrierung automatisch abgezogen, so daß eine rotierende Sektorblende nicht angewandt zu werden brauchte. Das Meßverfahren wurde versuchsweise auf die Strukturuntersuchung des amorphen Germaniums angewendet. Die Reproduzierbarkeit der Intensitätskurve war sehr gut. Die nach der gemessenen Intensitätskurve durch FouRiER-Transformation berechnete Atomverteilungskurve zeigte gute Übereinstimmung mit den bisherigen Ergebnissen.

Die Abhängigkeit des Widerstandes eines rechteckigen Hall-Plättchens vom Hall-Winkel α und Seitenverhältnis λ wird mit Hilfe der konformen Abbildung untersucht. Als Lösungen werden Beziehungen zwischen den Widerständen von Plättchen reziproker Seitenverhältnisse, sowie Reihendarstellungen und einfache Näherungen für den Widerstand R(α,λ) im gesamten Wertebereich angegeben. Es wird hervorgehoben, daß selbst bei unsymmetrischer Form des Plättchens der Widerstand invariant gegenüber der Umkehr des magnetischen Feldes ist. obwohl sich die elektrischen Felder im Plättchen in beiden Fällen stark unterscheiden. Dies wird für ein Parallelogramm unter geeigneten Bedingungen in zwei Feldlinienbildern gezeigt. Zur Ermittlung des Feldlinienbildes eines rechteckigen Hall-Plättchens werden konforme Abbildungen vorgestellt, die die Angabe der elektrischen Feldstärke im Plättchen nach Betrag und Winkel, des Ladungsbesatzes auf den freien Seiten und der Stromdichte in elementarer Rechnung ermöglichen. Dabei fällt besonders die in Elektrodennähe ungleichmäßige Durchströmung auf, die hinsichtlich der Belastbarkeit des Plättchens interessant sein dürfte. Dies kann anschaulich einem ermittelten Feldlinienbild entnommen werden.

Thermokraft, elektrische Leitfähigkeit und HALL-Effekt unterschiedlich dotierter n- und p-leiten-der LaCoO 3 -Proben wurden über einen größeren Temperaturbereich gemessen. Die Meßergebnisse konnten mit dem Modell des „kleinen Polaron“ gedeutet werden, nach dem die Transporteigenschaften durch thermisch aktivierte Platzwechsel der Ladungsträger zwischen benachbarten lokalisierten Elektronenniveaus bestimmt sind.

Die Atom- und Elektronenwärme von reinem duktilen Chrom wird zwischen 14 und 273 °K gemessen und seine Normalentropie bei 25 °C zu 5,64 Clausius bestimmt. Der Koeffizient γ der Elektronenwärme ergibt sich bei tiefen Temperaturen zu 3.6·10 —4 cal/Grad 2 g-Atom in Übereinstimmung mit Beobachtungen anderer Autoren: die DEBYESche charakteristische Temperatur beläuft sich dabei auf 580°. Oberhalb von 100° K läßt sich der Verlauf von C ν durch einen γ Wert von 13,8·10 -4 cal/Grad 2 ·g-Atom und eine DEBYESche charakteristische Temperatur von (493 ± 6)° darstellen. Die verschiedentlich diskutierte Schwierigkeit, daß Chrom für ein Übergangselement bei tiefen Temperaturen eine anomal niedrige Elektronenwärme hat, etwa im Vergleich zum benachbarten Vanadin mit einem nahezu unabhängigen Wert von 16·10 -4 T cal/Grad · g·Atom, besteht also oberhalb von 100°K nicht mehr. Sollte der kleine γ Wert durch Antiferromagnetismus zustande kommen, so müßte diese Eigenschaft jedenfalls oberhalb von 100°K verschwinden.

Der Zusammenhang zwischen Ziehgeschwindigkeit, Krümmung der Wachstumsfront, Versetzungsdichte und Lebensdauer der Minoritätsträger an zonengezogenen Silicium-Einkristallen wurde untersucht. Der Einfluß einer Temperung auf die Volumenlebensdauer nach vorangegangenen verschiedenen Oberflächenbehandlungen des Kristalles konnte als Eindiffusion von Rekombinationszentren bildenden Verunreinigungen bzw. als Erhöhung der Versetzungsdichte nachgewiesen werden.

Es wird berichtet über Messungen des Temperaturganges der Ladungsträgerlebensdauer an zonengezogenen hochreinen und mit Cu oder Au dotierten Silicium-Einkristallen. Über eine Variation der Versetzungsdichte konnte nachgewiesen werden, daß die Lebensdauer bei hochreinem Material im wesentlichen von der Versetzungsdichte bestimmt wird. Durch Einbringen von Rekombinationszentren bildenden Metallen (Cu, Au) konnte die Lebensdauer so weit erniedrigt werden, daß der Einfluß der Metalle dominierend wird. Mit einer Überlagerung der beiden Einflüsse kann jede Temperaturabhängigkeit zwischen diesen Grenzfällen erklärt werden.

Es wurde die thermische Ausheilung von neutronenbestrahltem Kaliumsulfat bei verschiedenen Temperaturen studiert. Dabei konnte festgestellt werden, daß 21% des Radioschwefels als Sulfit und der Rest als Sulfat vorlag. Die Geschwindigkeitskonstante des Ausheilungsprozesses der Rückstoßfragmente stieg von 5.25 ·10 -5 s -1 bei 100°C auf 6.63 ·10 -5 s -1 bei 175°C an. Ferner wurde die ARRHENIUSSche Gleichung auch für feste Stoffe als gültig angenommen und die Aktivierungsenergie der Ausheilung der gebildeten Fragmente berechnet. Diese steigt stufenartig mit der Temperatur an und erreicht bei 175 °C einen Wert von 1.5 kcal/mol. Außerdem wurde die chemische Verteilung des bei dem (n.p)-Prozeß entstandenen radioaktiven Phosphors untersucht. Der größte Teil des Radiophosphors lag in einer unbekannten Form vor. Nur 3.3% der Gesamtmenge wurden als Orthophosphat isoliert. Durch thermische Behandlung des bestrahlten Materials wandelt sich die unbekannte Phosphor-Verbindung zu 2,5% in Orthophosphat und zu 10% in Pyrophosphat um.