Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 26. 30 juni 1952 - Radioaktiva isotoper inom bergshanteringen, av Lars-G Erwall
<< 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.
24- juni 1952
609
Transporttid forma- fyllninqslinje
Fig. 7. Aktiviteten hos gasprov, tagna på olika ställen och
vid olika tidpunkter efter införande av radon i en av
for-morna på en masugn";-vid väggen,–-i centrum.
Genom kontinuerlig eller intermittent mätning av
aktiviteten utanför ugnen kan man fastställa, huruvida
preparatet fortfarande finns på sin plats eller om det har förts
bort. Genom att utforma det på lämpligt sätt eller genom
att placera flera preparat på olika avstånd från fodrets
ugnssida är det också möjligt att följa foderslitningen.
Det bör framhållas, att de använda preparaten inte får
vara av sådan styrka, att det från masugnen erhållna
järnet vid upplösning av ett lossnat preparat får nämnvärd
aktivitet. Vidare måste preparaten bestå av ämnen, som
kan upplösas av järnet och fördelas jämnt i smältan eller
som följer slaggen på analogt sätt. Den erforderliga
preparatstyrkan är så liten att det producerade järnets
strålningsintensitet ej ens i ogynnsammaste fall behöver
överstiga den kosmiska strålningens intensitet, vilken i sin tur
endast är en ringa bråkdel av den strålningsintensitet som
ett självlysande armbandsur ger. Vid alla hittills utförda
tillämpningar av denna metod har man som
strålningskälla använt kobolt 60, som i dessa fall betingar en
kostnad av ca 30 kr. per preparat.
Det har tidigare varit svårt att bestämma gashastigheten i
masugnar och därmed den för gasens genomströmning
tillgängliga fria ytan. Genom att använda radioaktiva ämnen
kan man emellertid relativt enkelt utföra sådana
bestämningar10. Härvid införs den radioaktiva ädelgasen radon i
en av formorna med en elektrisk detonator. På olika
ställen i ugnens övre del finns provtagningsanordningar för
gas där prov tas varje sekund. Den radioaktiva strålningen
från proven mäts sedan, och man får veta hur lång tid det
tar för luften att passera från forman till
provtagningsnivån. Genomströmningstiden för gasen (fig. 7) var vid en
brittisk undersökning ca 3 s vid väggen och ca 8 s i
centrum. Koldioxidhalten i gasen var också lägre vid väggen
än i centrum.
Svavel är en inte önskvärd förorening i stål, och inom
stålindustrin försöker man reducera eller reglera
svavelhalten. Största delen av stålets svavel kommer från den
koks som används i masugnen, och avsevärda
ansträngningar har gjorts att finna ett sätt att minska dess
svavelhalt. I kol finns svavel huvudsakligen som pyritiskt och
organiskt bundet. När kolet omvandlas till koks återfinns
en del av svavlet i koksen, medan resten gått bort med
gaserna.
Det ansågs vara av vikt att få veta, om svavlet i koksen
i större utsträckning härrörde från endera av de två
formerna i kolet eller om båda bidrog i lika hög grad. Hur det
förhåller sig kan inte fastställas med kemiska medel,
eftersom svavelföreningarna ändrar sammansättning under
koksningen, men spårämnesmetodik ansågs väl lämpad för
en sådan undersökning.
I USA har ett sådant arbete utförts på en koksugn under
full drift11’ Man "märkte" det pyritiskt bundna svavlet i
kolet med en liten mängd radioaktivt svavel och kunde
sedan följa detta genom processen. I gasprov tagna med
vissa mellanrum under koksningen och i koksprov
bestämdes total mängd svavel och genom aktivitetsmätning den
mängd svavel, som härrörde från det pyritiskt bundna
svavlet. Resultaten visade att under koksningens första
skede större delen av det i gasen ingående svavlet kom
från det organiskt bundna. Vid avslutad koksning fann
man emellertid i såväl koksen som hela mängden
utvecklad gas det ursprungliga förhållandet mellan märkt och
omärkt svavel.
Kinetiken för ett ämnes vandring genom gränsytan
mellan metall och slagg är av fundamentalt intresse, eftersom
många metallurgiska processer sker i närvaro av en
slaggfas och en metallfas. Med radioaktiva ämnen har man
t.ex. sökt bestämma vilka ämnen som följer svavlet genom
en sådan gränsyta under reducerande betingelser. Därvid
har bl.a. visats att järn hör till de element som följer
svavel från metall- till slaggfasen13.
Man har även använt spårämnesmetodik för att
bestämma lösligheten av kalcium i järn. Denna löslighet är så
liten, att man med klassiska metoder, såsom kemisk och
spektrometrisk analys, ej kunnat bestämma den. Då
spårämnesmetodiken möjliggör bestämning av utomordentligt
små ämnesmängder antogs denna metod kunna ge
resultat i detta fall. Det visade sig emellertid att inget
löslighetsvärde kunde erhållas ens på detta sätt, men man kunde
fastställa att lösligheten är mindre än 6 X 10-5 ’»/o14.
För att studera fördelningen av ett ämne mellan två faser
och jämviktsinställningen efter ändring av de yttre
betingelserna har radioaktiva metoder visat sig vara av mycket
stort värde. Man har sålunda undersökt fördelningen av
fosfor mellan smält järn och basisk slagg med radioaktiv
fosfor, varvid märkt vattenfritt trikalciumfosfat sattes till
slaggen, medan smältan hölls vid konstant temperatur1".
Efter tillsats av fosfatet togs prov av metallen ut var femte
minut under 40 min, varefter temperaturen höjdes och
provtagningen fortsattes. Aktiviteten mättes för bestämning
av relativa mängden fosfor 32 i proven (fig. 8). När
aktiviteten hos på varandra följande prov var lika hade
jämvikt uppnåtts. Resultaten visar att detta skett inom 15 min
efter en temperaturhöjning.
Analys
Det bör framhållas att medan noggrannheten hos
klassiska analysmetoder vanligtvis snabbt sjunker när
ämnesmängden minskar är detta inte fallet med
spårämnesmetoderna. För dessa minskar tillförlitligheten blott
obetydligt från de högsta till de lägsta mätbara
koncentrationerna.
Det är möjligt att kontinuerligt bestämma fördelningen
av fosfor mellan slagg och metall vid stålframställning
med vanliga metoder, men förfarandet är tidskrävande. Vid
användning av radioaktiva isotoper kan man däremot
till-lämpa följande enkla metod17:
En liten mängd radioaktiv fosfor sätts till smältan
(erforderlig mängd är ca 0,15 mc/t stål), varvid fosforn snabbt
fördelar sig i smältan. Ett första prov tas ut och analyseras
kemiskt varjämte dess aktivitet mäts. Den kemiska
analysen tar ca 1,5 h, men när den väl är utförd har man
Fig. 8. Fosforhalt i smält järn vid olika tidpunkter sedan
radioaktiv fosfor tillförts slaggen16; a 120 g radioaktiv
Ca/POJt tillsatt, b tillsatsen inrörd i slaggen, c
temperatur 1 606°, d temperaturen höjd, e temperatur 1 660°C.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
