Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 26. 29 juni 1954 - Framställning av element 100, av Lennart W Holm - Felfria kristaller av rent järn
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
606
TEKNISK TIDSKRIFT
Framställning av element 100
Civilingenjör Lennart IV Holm, Stockholm
546.799.9
Liksom tidigare element 991 har nu även element 100
framställts såväl i reaktor som cyklotron.
/ cyklotron
I 225-cm cyklotronen vid Nobelinstitutet för Fysik i
Stockholm har sedan något mer än ett år tillbaka bland
annat pågått försök med acceleration av tunga joner2.
Avgörande för vilka joner som kan accelereras är främst
förhållandet mellan deras vilomassa och laddning, mjq, då
större värde på detta kräver starkare magnetfält vid
konstant frekvens. Det uppnåeliga magnetfältet i cyklotronen
vid Nobelinstitutet tillåter acceleration av joner med mjq
= 3 motsvarande joner av exempelvis tungt syre, 18Oa+.
Hittills har strålar tillräckligt intensiva för produktion av
mätbara aktiviteter erhållits av jonerna ^C8*, 14N0+ och
16Q8+
De jonströmmar, som fås med dessa flerladdade joner,
är flera storleksordningar mindre än de som kan erhållas
av exempelvis väte och helium. Detta beror på att
jonkällan endast åstadkommer en avspaltning av två
elektroner. Den ytterligare jonisering, som erfordras för
bildande av sexladdade joner, sker genom "stripping", dvs.
främst genom kollisioner mellan jonerna och i
accelerationskammaren befintliga gasmolekyler.
Strippingproces-sens effektivitet ökas genom införande av en lämplig gas i
kammaren, exempelvis argon.
Eftersom stripping av alla joner ej äger rum på en och
samma punkt, kommer en del joner att accelereras mer
än andra varigenom den jonstråle, som träffar target, ej
är monoenergetisk utan uppvisar ett belt energispektrum.
Vid bestrålning av tunga element kan man endast utnyttja
dessa genom stripping bildade flerladdade joner, då de
tvåladdade ej uppnår tillräckligt höga energier för att
övervinna Coulombbarriären.
Genom bestrålning av uran med "O^-joner har en grupp
vid Nobelinstitutet för Fysik bestående av Atterling,
Fors-ling, Holm, Melander och Åström3 lyckats framställa en
isotop av element 100. Uranmetall bestrålades några
timmar med svrejoner vid 85 cm radie, där den maximala
energin av 16Oa+-joner är ungefär 180 MeV och högsta
intensiteten för energier över 60 MeV ca 0,03 uA. För
framställning av kalifornium som referenselement bestrålades
urantargeten 5—6 h med koljoner, "C+, före
syrebestrålningen. Då koldioxid användes som källa för framställning
av såväl kol- som syrejoner, kunde valet av
bombarderande partikel göras helt enkelt genom justering av
magnetfältet till motsvarande resonansvärden.
Ytskiktet av urantargeten upplöstes och bärare (La3* och
Zr4+) tillsattes, varefter separationen av aktinider och
lan-tanider utfördes med den kombination av fällnings- och
jonbytesmetoder, som kommit till användning vid
framställning av övriga tyngre transuraner1. Element 100
identifierades genom sitt läge relativt kalifornium i eluatet
från jonbytarkolonnen.
Omkring 2 h efter bestrålningens slut påbörjades
mätning av a-aktiviteten i en jonkammare försedd med en
16-kanals pulsanalysator. I den fraktion som innehöll
element 100 konstaterades i genomsnitt upp till 20
ce-sönder-fall med partikelenergin 7,7 MeV. Halveringstiden var ca
0,5 h. På basis av alfasystematik erhålles 250 som ett
sannolikt masstal svarande mot dessa data.
Den reaktion, som leder till bildning av element 100,
skulle alltså kunna skrivas
^U^G6*, 4 n)25o100
En säker bestämning av masstalet fordrar något större
mängder av 100-isotopen så att den vid dess sönderfall
uppkommande kaliforniumisotopens identitet kan
fastställas.
I reaktor
Genom bestrålning av de tyngre kaliforniumisotoperna i
materialprovningsreaktorn (MTR) har Harvey, Thompson,
Ghiorso och Choppin vid Radiation Laboratory i Berkeley
lyckats bygga på den tidigare angivna sannolika
reaktionskedjan1 med ytterligare två isotoper av element 99 och
dessutom två isotoper av element 1004, u
M2Cf(»,^)253Cf
25399(n, y)2S499(n, y)25S99
i i
^lOO ^lOO
där nedåtriktad pil anger ^-sönderfall.
Identifieringen av elementen skedde som vanligt genom
bestämning av deras lägen i eluatet vid den
jonbyteskro-matografiska separationen. Nukliden 100254 har även
framställts vid Argonne National Laboratory, Illinois, av
gruppen Studier, Fields, Diamond, Mech, Friedman, Sellers,
Pyle, Stevens, Magnusson och Huizenga6,7. På grund av
99253:s stora infångningstvärsnitt för neutroner (ca 200
barn7) visade sig några dygns bestrålning i MTR av en
element 99-fraktion (separerad från tidigare bestrålat
plutonium) vara tillräcklig för framställning av ett relativt
kraftigt 100-preparat.
De två amerikanska forskargrupperna uppger bägge, att
liksom för element 99 finns även hemligstämplad
information om tidigare framställning av element 100. Hittills
publicerade data för elementen 99 och 100 är:
Nuklid [-Halveringstid-] {+Halve- ringstid+} Strålning Alfa- resp. betaenergi MeV Partiell
halveringstid för spontan klyvning Referens
255100 ~ 15 h at 7,1 1 5
2541 00 3,2 h iX 7,2 200 dygn 4, 5, 7
250 joo 0,5 h X 7,7 ? 3
255q9 os 1 mån. r ? 1 5
«<99 36 h r 1,1 > 10 år 5, 7
25399 19 dygn oc 6,62 > 105 år 1, 5, 6, 7
24799 7,3 min EC(?) a 7,35 ? 1
24699 minuter EC — ? 1
Litteratur
1. Holm, L W: Framställning au element 99. Tekn. T. 84 (1954)
s. 452.
2. Atterling, H: Acceleration of heauy ions in the 225-cm cyclotron
at the Nobel Institute of Physics. Arkiv Fysik 7 (1954) s. 503.
3. Atterling, H, Forsling, "SV, Holm, L W, Melander, L &
Åström, B: Element 100 produced by means of cyclotron-accelerated
oxygen ions. Phys. Rev. (1954) (under tryckning).
4. Harvey, B G, Thompson, S G, Ghiorso, A & Choppin, G R:
Fur-ther production of transcurium nuclides by neutron irradiation.
Phys. Rev. 93 (1954) s. 1129.
5. Choppin, G R, Thompson, S G, Ghiorso, A & Harvey, B G:
Xuclear properlies of some isotopes of californium, elements 99 and
100. Phys. Rev. (1954) (under tryckning).
6. Studier, M H, Fields, P R, Diamond, H, Mech, J F, Friedman,
A M, Sellers, P A, Pyle, G, Stevens, C M, Magnusson, L B &
Huizenga, J R: Elements 99 and JOO from pile-irradiated plutonium.
Phys. Rev. 93 (1954) s. 1428.
7. Fields, P R, Studier, M H, Mecii, J F, Diamond, H, Friedman,
A M, Magnusson, L B & Huizenga, J R: Additional properties of
isotopes of elements 99 and 100. Phys. Rev. 94 (1954) s. 209.
Felfria kristaller av rent järn har framställts för första
gången. De är 25 ix tjocka trådar ca 25 mm långa, har
100 gånger större hållfasthet än någon hittills känd
metallisk kristall och rostar inte.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
