Volume 1, Issue 3

Many methods have been advocated for the determination of the origin of opium, but so far no research has been reported on the possibilities of such studies by means of radiochemical methods applied to the opium ash. In the present investigation the gold and lanthanide content in samples of opium ash has been studied using neutron activation analysis. The gold content was found to vary from about 0,5 to 10 ppm and the total rare earths content from about 20 to 150 ppm. Large variations are found in the distribution pattern of the individual rare earths in opium samples from different origin. The results are discussed and indicate that activation analysis may be used to indentify the origin of opium samples. Zusammenfassung Viele Verfahren zur Feststellung der Herkunft von Opium sind vorgeschlagen worden; bisher ist jedoch über die Möglichkeit der Anwendung radiochemischer Methoden auf die Opiumasche noch nicht berichtet worden. In der vorliegenden Arbeit wurde der Gehalt an Gold und Lanthaniden in Proben von Opiumasche durch Neutronenaktivierungsanalyse untersucht. Gehalte von etwa 0,5 bis 10 ppm Gold und etwa 20 bis 150 ppm seltener Erden (Summe) wurden gefunden. In der relativen Häufigkeit der einzelnen seltenen Erden sind zwischen Opiumproben verschiedener Herkunft große Unterschiede festzustellen. Die Ergebnisse werden diskutiert; sie deuten darauf hin, daß die Aktivierungsanalyse zur Feststellung der Herkunft von Opiumproben verwandt werden kann. Résumé Beaucoup de méthodes ont été proposées pour la détermination de l'origine d'opium; mais, jusqu'ici, aucune recherche sur la possibilité de telles études par analyse radiochimique de la cendre d'opium a été rapportée. Dans cet ouvrage la teneur en or et en lanthanides d'échantillons de cendre d'opium a été étudiée à l'aide de l'analyse par activation neutronique. La teneur en or a été trouvée entre 0,5 et 10 ppm et celle en terres rares (totale) entre 20 et 150 ppm. De grandes variations de la distribution des terres rares individuelles se trouvent dans des spécimens de différente origine. Les résultats sont discutés; ils indiquent la possibilité d'identifier l 'origine de spécimens d'opium à l 'aide de l'analyse par activation.

The analytic procedure described in the following aims at the determination of 15 radioelements derived from 13 inactive elements present as traces in the terphenyls : Al, Cl, Ni, Μn, Cu, Na, Zn, Ga, Sb, Cr, Fe, Se, Co. Details are given on the irradiation, chemical separations after mineralization, and quantitative determinations. The results are discussed, especially with respect to perturbations by the irradiation ; the limit sensibilities are given for conditions corresponding to the utilized technique. Those sensibilities are, following the elements, between 5 · 10 -6 and 10 -9 g. Résumé La technique d'analyse décrite concerne le dosage de 15 radioéléments issus de 13 éléments inactifs présents dans les terphényles à l'état de traces : Al, Cl, Ni, Mn; Cu, Na, Zn, Ga, Sb, Cr, Fe, Sc, Co. L'irradiation, les séparations chimiques après minéralisation et les mesures sont successivement détaillées. Les résultats obtenues sont ensuite discutés, en particulier relativement aux interférences dûes à l'irradiation ; les sensibilités limites sont données pour les conditions relatives à la technique utilisée. Ces sensibilités sont comprises suivant les éléments entre 5 · 10 -6 et 10 -9 g.

A method for the selective extraction of copper is described. I t is based on the fact, that cuprous ions form a complex with 2,2'-diquinolyl which is extractable by amyl alcohol. Copper is reextracted into the aqueous layer by nitric acid, precipitated by benzoinoxime, and the 0,51 mev peak (annihilation radiation) is measured. Dysprosium is determined, without destruction, after short time irradiation by measuring the 91 kev peak. Résumé On décrit un procédé pour l'extraction sélective du cuivre. Il tient à la formation d'un complexe, extractible par l'alcool amylique, du ion cuivreux avec le 2,2'-biquinolyle. Le cuivre est réextrait dans la phase aqueuse par l'acide nitrique, précipité par l'oxime de benzoïne, et le rayonnement de désintégration à 0,51 mev est mesuré. Le dysprosium est déterminé sans désintégration après une courte irradiation, à l'aide du rayonnement à 91 keV.

White phosphorus was irradiated with neutrons and the distribution of radioactive phosphorus between the white and red allotropic modifications investigated. Approximately 66 per cent of the activity was stabilized in the red modification of phosphorus. Zusammenfassung Weißer Phosphor wurde mit Neutronen bestrahlt und die Verteilung von radioaktivem Phosphor unter die weiße und rote allotropische Modifikation untersucht. In der roten Modifikation des Phosphors wurde ungefähr 66% der Aktivität stabilisiert. Résumé Le phosphore blanc a été irradié par neutrons. On a étudié la distribution du phosphore radioactif entre les modifications blanc et rouge. Dans la modification rouge du phosphore 66% de l'activité étaient stabilisés.

The apparent similarity of the rare gas diffusion and the recoil annealing processes both resulting in “pseudo-plateaux” leads to study these processes in CaCrO 4 -crystals in order to find out a possible relationship. The material used was crystallized from solution, dried at room temperature (sample A) and at 200° C (sample B), an average grain size of 130 μ was selected and irradiated for 8 hours with pile neutrons in a flux of 4 x 10 12 n/cm 2 · sec. The diffusion of the homogenously distributed 37 Ar, produced by 40 Ca (n, ɑ) process was investigated in the temperature range from 100 to 800° C. The thermal annealing of (n, γ) 51 Cr-recoil fragments could be measured between 100 and 300° C. - It was found that the percentage of released 37 Ar is much dependent on the thermal treatment of the CaCrO 4 -crystals. For instance about 52% of the 37 Ar diffused already in 3 hours at 300° C from sample (A), while from the tempered sample (B) only about 5% was lost. In both preparations the 37 Ar-release reaches 100% at about 800° C possibly favoured by oxygen liberation. In the range of 300 ~ 700° C, linearity of log D with 1/ T was observed. This part of the curve should be due to the normal volume diffusion. 37 Ar-diffusion coefficients at 200° C were measured to be 6,0 · 10 -11 cm 2 /sec for sample (A) resp. 7,7 · 10 -15 cm 2 /sec for sample (B). At 300° C, 3,2 · 10 -10 for (A) resp. 1,1 · 10 -12 cm 2 /sec for (B). The initial retention of recoil 51 Cr was found to be 10% higher in sample Β which can be explained by the fact that the instantaneous recombination reaction is hindered by adsorbed molecules and lattice imperfection. The thermal annealing at the earlier stage formally follows first order kinetics, the reaction rate constants are almost the same for both samples at a given temperature. In multi-step annealing experiments R ∞ reaches characteristic plateau-values which can be obtained also by a single-step heating at the respective temperature. This is not the case in the multi-step 37 Ar-diffusion experiments which are found to be very sensitive to the "history" of the sample. The differences in the Ar-diffusion and the 51 Cr-annealing-multi-step curves are explained by the pronounced physical and the more chemical nature of the processes involved. Zusammenfassung Die scheinbare Ähnlichkeit der Diffusion von Edelgasen und der thermischen Ausheilung von RückstoßefFekten, die beide mit „Pseudoplateaus" verbunden sind, veranlaßte eine Untersuchung dieser Prozesse in CaCrO 4 -Kristallen, um eine mögliche Beziehung aufzusuchen. Die verwendete Substanz war aus Lösung kristallisiert und bei Zimmertemperatur (Probe A) oder 200° C (Probe B) getrocknet; eine mittlere Kerngröße von 130 μ wurde gewählt und 8 Stunden mit Reaktorneutronen bei einem Fluß von 4 · 10 12 n/cm 2 · sec bestrahlt. Die Diffusion des homogen verteilten 37 Ar, aus 40 Ca (n, α), wurde im Temperaturbereich von 100-800° C untersucht. Die thermische Rekombination von (n, γ) 51 Cr-Rückstoßfragmenten konnte zwischen 100 und 300° C gemessen werden. Es wurde festgestellt, daß der Anteil des freien 37 Ar stark von der thermischen Behandlung der CaCrO 4 -Kristalle abhängt. Zum Beispiel diffundierten in 3 Stunden bei 300° C aus Probe A schon etwa 52% des 37 Ar heraus, während die getemperte Probe Β nur etwa 5% verlor. In beiden Präparaten erreicht bei 800° C die möglicherweise durch Sauerstoffentwicklung begünstigte Freisetzung des 37 Ar 100%. Im Gebiet von 300-700° C wurde ein linearer Zusammenhang zwischen log D und 1 /T beobachtet. Dieser Teil der Kurve sollte der normalen Volumendiffusion entsprechen. Der Diffusionskoeffizient für 37 Ar wurde bei 200° C zu 6,0 · 10 -11 cm 2 /sec für Probe A, bzw. 7,7 · 10 -15 cm 2 /sec für Probe Β gemessen. Bei 300° C sind die Werte 3,2 · 10 -10 für A, bzw. 1,1 · 10 -12 für B. Die Ausgangsretention des Rückstoß- 51 Cr wurde in Probe Β um 10% höher gefunden, was dadurch erklärt werden kann, daß die momentane Rekombinationsreaktion durch adsorbierte Moleküle und Gitterfehlstellen behindert wird. Die Temperreaktion gehorcht anfänglich formal einem Gesetz erster Ordnung; die Geschwindigkeitskonstanten sind bei gegebener Temperatur für beide Proben beinahe gleich. Bei vielstufigen Temperversuchen erreicht R ∞ charakteristische Plateau-Werte, die auch durch einstufiges Erhitzen bei der entsprechenden Temperatur erhalten werden können. Das ist bei den vielstufigen Diffusionsversuchen mit 37 Ar nicht der Fall, die sich als sehr empfindlich gegenüber der „Geschichte" der Probe erweisen. Die Unterscheide zwischen den Vielstufenkurven der Ar-Diffusion und der 51 Cr-Temperung werden durch die ausgesprochen physikalische, bzw. die mehr chemische Natur der Prozesse erklärt. Résumé L'analogie apparente entre la diffusion des gaz rares et le recuit des particules de recul résultant, tous les deux, en de «pseudo-plateaux», conduit à l'étude de ces procès dans les cristaux de CaCrO 4 , afin de trouver une relation possible. La matière usée était cristallisée d'une solution et séchée à température ambiente (préparation A) ou à 200° C (préparation B) ; on choisit les grains de 130 μ à peu près qui sont irradiés huit heures aux neutrons de réacteur dans un flux de 4 · 10 12 n/cm 2 · sec. La diffusion du 37 Ar, distribué homogènement et produit par 40 Ca (n, ɑ), a été étudiée dans l'intervalle de température de 100 à 800° C. Le recuit thermique des fragments de recul de (n, γ) 51 Cr pouvait être mesuré de 100 à 300° C. On trouvait que le pourcentage du 37 Ar libéré dépend fortement du traitement thermique des cristaux de CaCrO 4 . Par exemple, de l'échantillon (A) 52% du 37 Ar diffusait déjà en trois heures à 300° C; par contre, l'échantillon recuit (B) ne perdait qu'à peu près 5%. Dans tous les deux préparations la libération du 37 Ar, peut être favorisée par celle d'oxygène, atteint 100% à 800° C à peu près. Dans la région de 300 à 700° C, une'linéarité de log D avec 1/T est observée. Ce part de la courbe faudrait être dû à la diffusion de volume normale. Les coefficients de diffusion du 37 Ar à 200° C ont été mesurés; ils sont 6,0 · 10 -11 cm 2 /sec pour (A), 7,7 · 10 -15 cm 2 /sec pour (B). A 300° C, c'est 3,2 · 10 -10 cm 2 /sec pour (A), 1,1 · 10 -12 cm 2 /sec pour (B). La retention initiale du 51 Cr de recul a été trouvée plus grande de 10% dans la préparation B, qu'est à expliquer par le fait que la réaction immédiate de recombinaison est empêchée par des molécules adsorbées et des imperfections dans la structure cristalline. Le recuit thermique au commencement obéira formellement à une cinétique du premier ordre, les constantes de réactions étant presque les mêmes pour les deux préparations à une température donnée. Par des expériences de recuit à plusieurs échelons R ∞ obtient des valeurs de plateau caractéristiques que l'on peut obtenir aussi en recuisant une fois à la température respective. Ce n'est pas de même dans les expériences de diffusion de 37 Ar à plusieurs échelons, qui se trouvent fort sensibles à l'«histoire» de l'échantillon. Les différences dans les courbes de diffusion du Ar et celles de recuit du 51 Cr à plusieurs échelons sont expliquées par la nature physicale prononcée et, par contre, la nature plus chimique des procès participants.

The yields of parent bromide from neutron irradiation of bromoethane, 1:1 -dibromoethane and 1:1:2:2- tetrabromoethane have been measured as a function of either bromine or hydrogen bromide concentration. The results appear to be consistent with those predicted by the "billiard-ball" replacement mechanism. Zusammenfassung Die Ausbeuten an ursprünglicher Bromidverbindung bei Neutronenbestrahlung von Bromäthan, 1,1-Dibromäthan und 1,1,2,2-Tetrabromäthan wurden als Funktion der Brom- oder Bromwasserstoffkonzentration gemessen. Die Ergebnisse scheinen mit den vom „Billardball”-Austauschmechanismus vorausgesagten verträglich zu sein. Résumé Les rendements en bromide père de l'irradiation neutronique de bromure d'éthyle, de 1,1-dibrométhane et de 1,1,2,2-tétrabrométhane ont été mesurés en fonction de la concentration en brome ou en acide bromhydrique. Les résultats semblent s'accorder à ceux prédits par le mécanisme de remplacement nommé de «bille».

Polystyrene films with 1,4-di-[5-phenyl-oxazolyl-(2)]-benzene (DPOO) as additive, have been irradiated in and without air. It turns out, that after the oxygen originally dissolved in the film is used up, the oxygen delivered by diffusion can only penetrate to a limited depth into the polymer, as an equilibrium occurs between oxygen supply by diffusion and oxygen consumption by reaction. This result follows from the destruction rate of DPOO and the change in polymerization degree of the polystyrene and is especially supported by investigations of the dependence on the film thickness. The high G-value of dissolved DPOO with respect to DPOO in substance must be attributed to an energy transfer from polystyrene to the additive. The influence of oxygen is shown by the fact that in the dose range investigated only with oxygen present there occurs destruction of DPOO in polystyrene. In addition, an influence of polymerization degree of the polystyrene on the destruction of the additive can be discovered. It is therefore assumed, that the polymerization degree affects the number of radicals or excited states formed on the DPOO ; it is shown that differences in the oxygen diffusion can explain this observation only in part. Résumé Des films de polystyrène chargés avec du 1,4-di-[5-phényl-oxazolyI-(2)]-benzène (DPOO) ont été irradiée en présence et en absence d'air. Les résultats expérimentaux montrent que lorsque l'oxygène présent initialement à l'état dissous dans le film a été épuisé, il ne pénètre ensuite par diffusion dans le polymère qu'à une profondeur limitée, par suite d'un équilibre qui s'établit entre l'apport d'oxygène par diffusion et sa disparition par réaction. Cette explication est basée sur la vitesse de destruction du DPOO, la variation du degré de polymérisation du polystyrène et s'appuie plus particulièrement sur l'étude de l'influence de l'épaisseur du film. La grande valeur du rendement G du DPOO disparu par rapport au DPOO présent doit être attribuée à un transfert d'énergie du polystyrène à la charge. L'influence de l'oxygène peut être mise en évidence par le fait que dans l'intervalle de doses considéré, la destruction du DPOO n'a lieu qu'en présence d'oxygène. En outre, on peut constater une influence du degré de polymérisation du polystyrène sur la destraction de la charge. Comme il est montré que ce phénomène ne peut être qu'en partie expliqué par des variations dans la diffusion de l'oxygène, on doit admettre que le degré de polymérisation influence le nombre des radicaux formés par destruction du DPOO.

The behaviour of several acidic solutions of columbium, tantalum and protactinium in ion exchangers has been studied at different acid concentrations, temperatures, and degrees of cross-linking in the exchanger. The results show that aqueous solutions of Pa(V) behave more regularly than those of Cb(V) and Ta(V). Pa tends less to hydrolysis in aqueous solution than Cb and Ta. A cation exchanger adsorbs the negative ionic species of Cb(V), Ta(V), and Pa(V) with partition coefficients only little smaller than those in an anion exchanger. For several exchange reactions of Pa(V) the enthalpy, entropy and free energy values are calculated. Résumé Le comportement de différentes solutions acides du niobium, du tantale et du protactinium envers des résines à échange a été étudié en fonction de la concentration de l'acide, de la température et du degré de réticulation de la résine. Les résultats montrent que le Pa(V) dans l'eau se comporte plus régulièrement que le Nb(V) et le Ta(V). Le Pa dans l'eau est hydrolysé moins aisément que le Nb et le Ta. Un échangeur de cations adsorbe les ions complexes négatifs de Nb(V), Ta(V) et Pa(V) à des coefficients d'échange seulement peu moins qu'un échangeur d'anions. Pour de divers réactions d'échange du Pa(V) les enthalpies, les entropies et les énergies libres sont calculées.

A radiochemical method for separation of essentially carrier free zinc from uranium or thorium and their fission products has been worked out and applied to the study of the decay of 72 Zn. Gamma transitions of energies 15, 42, 46, 78, 103, 112, 144, and 190 keV are found. Zusammenfassung Eine radiochemische Methode zur Abtrennung von im wesentlichen trägerfreiem Zink von Uran und Thorium und deren Spaltprodukten wurde ausgearbeitet und mit ihrer Hilfe der Zerfall des 72 Zn untersucht. Man findet γ-Übergänge mit Energien von 15, 42, 46, 78, 103, 112, 144 und 190 keV. Résumé Une méthode de séparer du zinc essentiellement sans porteur, d'uranium ou de thorium et leurs produits de fission a été élaborée et appliquée à l'étude de la désintégration du 72 Zn. Des transitions γ à 15, 42, 46, 78, 103, 112, 144 et 190 keV d'énergie sont trouvées.

The coprecipitation of 234 Pa (UX 2 ) with benzoyl-phenyl-hydroxylamine from acid solutions of uranium has been studied. The Pa/Th separation factor with this method is very high and has been compared with that of the phosphate method. The clean disintegration curve which can be obtained and the simplicity of the method recommend it for a teaching experiment in radiochemistry showing the technique of working with short lived isotopes, analysis of data from a rapidly decaying source and the determination of the resolving time of the counting system. Zusammenfassung Die Mitfällung von 234 Pa (UX2) mit Benzoylphenylhydroxylamin aus sauren Uranlösungen wurde untersucht. Der Pa/Th-Trennfaktor dieser Methode ist sehr groß; er wurde mit dem der Phosphatmethode verglichen. Die so erhältliche saubere Zerfallskurve und die Einfachheit des Verfahrens empfehlen es als Lehrversuch der Radiochemie, der das Arbeiten mit kurzlebigen Isotopen, die Auswertung von Meßdaten von einer rasch zerfallenden Strahlungsquelle und die Bestimmung der Totzeit des Zählsystems zeigt. Résumé La coprécipitation du 234 Pa (UX 2 ) par la benzoyl-phényl-hydroxylamine en solution acide d'uranium a été étudiée. Le facteur de séparation de ce procédé est très grand; il a été comparé à celui de la méthode au phosphate. La netteté de la courbe de désintégration qu'on peut obtenir, et la simplicité du procédé le recommandent comme expérience pour l'enseignement de la radiochimie, expérience qui indique les techniques de travail avec les isotopes à vie courte, les méthodes d'analyse des valeurs obtenues avec une source à décroissance rapide, et le mode de détermination du temps de résolution du compteur.

The distribution of cobalt between eutectic melts of K-Li-NO 3 with varying chloride concentration and suspended grains of γ-Al 2 O 3 at 160° C was measured using Co-60 as tracer. By an iteration method of evaluation, the stability constants were determined for the following complexes: CoCl + : ß 1 = 13,0; CoCl 2 : ß 2 = 104; CoCl - 3 :ß 2 = 251. Zusammenfassung Die Verteilung von Kobalt zwischen K-Li-NO, Eutektika variierender Chloridkonzentration und aufgeschlämmtem γ-Al 2 O 3 bei 160° C wurde mit Hilfe von Co-60 als Leitisotop gemessen. Mittels einer Iterationsmethode wurden die Stabilitätskonstanten für die folgenden Komplexe bestimmt: CoCl + : ß 1 = 13,0; CoCl 2 : ß 2 = 104; CoCl - 3 :ß 2 = 251.

Carrier-free RaC ( 214 Bi) is isolated from radium solutions which have been freed from all daughter products by anionic exchange with Nalcite WBR in 2 n hydrochloric acid. About a month later the short-lived daughter products are formed again, while the final members, beginning with RaD, are not present yet. After the emanation has been driven out, the RaC, present in these solutions free from RaD ( 210 Pb) and the isotopic RaE ( 210 Bi), is separated by cationic exchange with Nalcite HCR in 0,5 n HCl. Hereby the radium is adsorbed quantitatively, while the RaC goes through the column as anion. RaC prepared like that contains less than 1% RaB impurity and is completely free from radium. A following elution of the cation exchanger by 2 n HCl gives the RaB. Résumé Le RaC ( 214 Bi) sans porteur est isolé de solutions de radium qu'on a libéré de tous les produits enfantés par échange d'anions sur Nalcite WBR dans 2 n HCl. Après un mois à peu près les produits enfantés à vie courts se sont reformés, pendant que les membres finals, partant du RaD, ne sont pas encore présents. Après l'expulsion de l'émanation le RaC, qui se trouve dans ces solutions libre de RaD ( 210 Pb) et de son isotope RaE ( 210 Bi), est séparé par échange de cations sur Nalcite HCR dans 0,5 n d'HCl. Le radium y est adsorbé quantitativement, pendant que le RaC court par la colonne sous forme d'an ion. Le RaC préparé comme cela contient moins de 1% RaB comme impureté et est complètement Ubre de radium. L'élution suivante de l'échangeur de cations par 2 n d'acide chlorhydrique donne le RaB.

After a simple mathematical treatment, the complex decay data of two genetic dependent or independent radioisotopes are plotted in a straight line. The method is used to determinate 95 Zr and 95 Nb in mixtures. Résumé D'après un traitement mathématique simple des données complexes sur la désintégration de deux isotopes radioactifs, l'un enfanté ou non de l'autre, sont présentées en ligne droite. Le procédé est appliqué à la détermination de 95 Zr et 95 Nb dans le mélange.

The formation of precipitates, which appeared in the body of the cation-exchange resin beds during the chemical separation of carrier-free samples from proton-irradiated cyclotron targets of more than 50 mg of rare-earth oxides, is investigated. The properties and character of this insoluble salt are discussed. A method for such a separation, which avoids the disturbing influence of a precipitate, is given. The sample produced is suitable for beta ray spectroscopy. The method described is applicable to fairly short-lived rare-earth isotopes, as the procedure can be carried out within 8 hours. Zusammenfassung Es wird die Bildung von Niederschlägen untersucht, die in Kationenaustauschersäulen während der chemischen Abtrennung trägerfreier Substanzmengen aus im Zyklotron protonenbestrahlten Proben von über 50 mg Seltene-Erdoxyden auftraten. Eigenschaften und Art dieses unlöslichen Salzes werden diskutiert. Ein Trennverfahren, das die Störung durch einen Niederschlag vermeidet, wird angegeben. Die dargestellte Substanz eignet sich für die ß-Spektroskopie. Das beschriebene Verfahren läßt sich auf ziemlich kurzlebige Isotope der Seltenen Erden anwenden, da es in 8 Stunden durchgeführt werden kann. Résumé On étudie la formation de précipités qui se présentent dans les couches d'échangeur de cations pendant la séparation chimique de substances sans porteur, des cibles de cyclotron irradiées aux protons et qui consistent en plus de 50 mg d'oxydes de terres rares. Les propriétés et le caractère de ce sel insoluble sont discutés. Une méthode pour une telle séparation, qui évite la perturbation par un précipité, est donnée. L'échantillon produit se prête à la spectroscopie ß. La méthode décrite peut être appliquée à des isotopes des terres rares à assez courte vie, car elle peut être exécutée en 8 heures.