Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 26. 30 juni 1952 - Radioaktiva hjälpmedel i tekniskt utvecklingsarbete, av Gunnar Aniansson
<< 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.
604
TEKNISK TIDSKRIFT
Radioaktiva hjälpmedel
i tekniskt utvecklingsarbete
Civilingenjör Gunnar Aniansson, Stockholm
539.155.2.004.14 : 62
Den viktigaste och mest unika användningen av
radioaktiva isotoper bygger på deras kemiska identitet med de
stabila isotoperna av samma grundämne. En blandning av
stabila och radioaktiva isotoper av samma ämne kan
följas i de mest komplicerade processer tack vare de aktiva
spåratomernas strålning. Man kan likna denna metod vid
användningen av spårljusprojektiler vid skjutning i
mörker. Det räcker att blanda in ett mindre antal
spårljus-patroner i en stor mängd vanliga patroner för att man
skall kunna följa hela skuren av projektiler.
Spårämnesmetoden
Den utomordentligt stora känslighet som uppnås genom
spårämnestekniken (Tekn. T. 1950 s. 765) har fått särskilt
stor betydelse för studier av katalytiska processer,
ad-sorption, ytors vätning, löslighet och jonutbyte. Sådana
studier är särskilt värdefulla för förståelsen av
tvättprocessen, flotation, metallurgiska reaktioner och andra
industriella processer (jfr Tekn. T. 1951 s. 329, 898).
Katalytiska processer är ett synnerligen lovande men
ofullständigt känt område. Varje bidrag till kunskapen om
reaktionsmekanismen måste i hög grad underlätta det
systematiska förbättrandet av processerna i tekniskt och
ekonomiskt avseende. Som exempel på användning av
radioaktiva isotoper på detta område kan nämnas några
amerikanska undersökningar av
Fischer—Tropsch-syn-tesen1.
Vid denna process förs koloxid och väte, som erhållits
vid reaktioner mellan vattenånga och glödande kol, i
lämpliga proportioner in i en reaktionskammare innehållande
en katalysator av t.ex. järn. Under lämpliga betingelser
bildas då oljeprodukter och vatten genom reaktioner på
katalysatorns yta. Först antog man att kolet i koloxiden
förenar sig med järnet i katalysatorytan till järnkarbid,
som sedan med vätgasen ger föreningar mellan kol och
väte. Dessa slår sig slutligen samman till större molekyler
av den typ som ingår i bensin.
För att få ett direkt svar på frågan om järnkarbid
verkligen fungerar som mellanstation för kolet på vägen från
koloxid till kolväte infördes en av kolets isotoper, kol 14,
i järnkarbiden på katalysatorytan, och processen kördes
med vanlig inaktiv koloxid. Om mekanismen var den
antagna, borde nu även det märkta kolet i järnkarbiden
reagera med vätet och ge bensinprodukter innehållande
radioaktivt kol. Mätningar på reaktionsprodukten visade
emellertid så låg aktivitet, att processen till minst 90 ®/o måste
ske enligt någon annan .mekanism. Kontrollförsök med
radioaktivt kol i koloxiden och vanligt kol i karbiden
ledde till samma slutsats.
Man har också prövat en annan hypotes för Fischer—
Tropsch-syntesens mekanism med radioaktiv spårmetodik2.
Enligt denna hypotes skulle inte järnkarbid utan på
katalysatorytan adsorberad alkohol eller en något modifierad
form därav vara det väsentligaste mellansteget. Man
tillsatte små mängder alkohol innehållande kol 14 till
koloxiden och vätet. Reaktionsprodukterna delades upp
kemiskt efter molekylstorlek och radioaktiviteten mättes hos
var och en av dessa fraktioner. Genom lämpliga kemiska
processer åtföljda av aktivitetsmätningar kunde man
bestämma var i de större molekylerna de från alkoholen
härstammande kolatomerna satt.
Resultaten visade mycket klart att alkoholen eller en mo-
difikation av den uppträder som mellanprodukt i
processen. Även andra mer detaljerade slutsatser kunde dras ur
försöket. Bland andra tekniska processer som undersökts
på liknande sätt kan nämnas oxidation och isomerisering
av kolväten, polymerisering och vulkanisering av gummi
samt dehydrering och aromatisering av kolväten.
Vid tvättprocesser har spårämnesmetoden använts för att
bestämma graden av katjonisk adsorption3. Vid sådana
undersökningar har man i laboratoriet fått resultat som
överensstämmer med dem som uppnås vid praktisk
användning av rengöringsmedel vilket tidigare inte varit fallet.
Radioaktivt kalcium sattes till tvätt- och sköljvatten som
kalciumbikarbonat, och man skapade därigenom
förhållanden liknande dem som möter vid tvätt i hårt vatten.
Bomullstyg tvättades i det radioaktiva vattnet med olika typer
av tvättmedel, varefter de torkade tygernas radioaktivitet
mättes. Den mängd kalcium de tagit upp bestämdes härvid.
Ju mindre mängd kalcium som stannar på fibrerna, desto
bättre är tvättmedlet. Adsorptionsvärdena för kalcium ger
också en uppfattning om mängden av andra oorganiska
joner som tagits upp av bomullsfibern. Denna typ av
provning lär vara en snabb och pålitlig metod för jämförelse
av tvättmedel med varandra.
Vid adsorption av lösta ämnen på ytan av ett fast ämne
i vätska eller i gränsytan mellan vätska och luft rör det
sig om ytterst små viktsmängder. Det har därför tidigare
varit mycket svårt och tidsödande att direkt mäta dessa
mängder. Den enda förut kända adekvata metoden att mäta
adsorption vid en fri vätskeyta bestod i avhyvling av ett
några tiondels millimeter tjockt ytskikt med en mycket
snabbgående hyvel som rusade fram över ett flera meter
långt tråg fyllt med lösning. Den avhyvlade vätskan
innehöll då en något större mängd adsorberat ämne än en
lika stor volym av den ursprungliga lösningen. Denna extra
mängd bestämdes med utnyttjande av fulländad
interfero-metrisk teknik.
En mycket enkel radioaktiv metod som utarbetats vid
KTH4’5 och oberoende därav hos American Cyanamid Co.8
har kunnat ersätta den tidigare. Den nya metoden består
i att det ämne vars adsorption skall mätas märks med
radioaktiva isotoper av något av de ingående grundämnena.
Deras strålning bör vara så mjuk att den absorberas i
mycket tunna vattenskikt. Om ett GM-rör placeras tätt
över vätskeytan, mäter det radioaktiviteten hos de i
väskeytan adsorberade molekylerna utan störning från
radioaktiva ämnen i lösningens inre. Dessas strålning
absorberas nämligen av vätskan.
Metoden kan i något modifierad form användas för direkt
mätning av adsorptionen av lösta ämnen vid en fast yta4, s.
Man skär då en några hundradels millimeter tjock skiva
av den fasta kroppen. Skivan läggs på vätskeytan under
GM-röret, varvid adsorberade molekylers strålning förmår
tränga genom det fasta ämnet om man valt lämpliga
isotoper. Sådana mätningar kan ge fundamentala
upplysningar om tvättprocessens mekanism.
Fiberströmningen i en tidningspappersmaskin har man
undersökt för att få veta hur fibersuspensionen från en av
de sex silarna fördelade sig över det bildade papperets
bredd. Man märkte 0,5 kg cellulosafiber med radioaktiv
jod och sprutade den i jämn ström in i en av de yttersta
silarna under en tid motsvarande framställning av en rulle
tidningspapper. Med en bärbar GM-räknare kunde man
genom mätning på papperet direkt kontrollera att försöket
under de tio minuter det pågick förlöpte någorlunda efter
beräkning. De slutliga mätningarna gjordes på pappersbitar
utskurna ur valda delar av rullen. De virades härvid kring
ett cylindriskt GM-rör.
Det väsentligaste problemet vid denna tillämpning var
hälsorisken, då så mycket som 100 mc krävdes för ett enda
försök. Vid märkningen av fibern måste man utföra flera
kemiska manipulationer. Med 100 mc jod 131 skulle man
behöva ett specialinrett laboratorium med
fjärrmanövre-ringsanordningar för effektivt hälsoskydd.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
