Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 19. 8 maj 1956 - En isotopieffekt i smälta metaller, av Arnold Lundén - Nya metoder - Akustisk och pneumatisk volymmätning, av Hans-Eric Lorentz
<< 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.
454
•TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 4. Självöverföring
i en volframtråd
inspänd mellan två
metallbleck; upptill
ursprunglig jämntjock
tråd, nedtill tråden
sedan likström
passerat genom den, i
mitten temperaturfördel-
ningen längs tråden.
Klemm hänvisar också till den i fasta metaller och
legeringar iakttagna "självöverföringen", vid vilken rörliga
joner vandrar relativt kristallgittret. Ett praktiskt exempel
på detta fenomen är att volframtrådar i glödlampor, som
belastas med likström, oftast brinner av någon millimeter
från den positiva elektroden2. Genom självöverföringen
blir tråden nämligen tunnare intill anoden på det ställe
där den över större delen av tråden förhärskande
glödtemperaturen nästan har uppnåtts (fig. 4).
För fasta metaller är självöverföringstalet högst av
storleksordningen 10"e, dvs. blott denna bråkdel av
strömtransporten ombesörjs av joner, resten av elektronerna.
Den i smälta metaller iakttagna isotopieffekten ger vid
handen, att självöverföringstalen i dem är av
storleksordningen 10~4.
Isotopförskjutning i fasta metaller
Ett annat intressant problem är om en isotopförskjutning
kan iakttas även då likström leds genom fasta metaller.
För att undersöka om så är fallet inneslöt E Haeffner och
medarbetare® en urantråd med 1 mm diameter i ett rör
fyllt med argon. En ström på 16,8 A fick passera genom
tråden under 171 dygn, varvid trådens temperatur var 750
—870°C. Tråden styckades sedan, och proven överfördes
till uranoxid, vars specifika aktivitet mättes med en
scin-tillationsräknare.
Då de tre isotoperna ^U, ^U och ^U alla är alfastrålare
med olika halveringstid, blir den specifika aktiviteten ett
mått på halten av de olika isotoperna. Man kunde visa en
tydlig anrikning av den lättaste isotopen, ^U, mot anoden.
Effekten hade alltså samma riktning som i smälta metaller.
Man iakttog emellertid även en liten anrikning av samma
isotop i ett prov taget nära katoden! Det är inte helt klart
hur man skall förklara denna anrikning, men enligt
Haeffner är det fråga om en vandring av uran i ångfas bort
från den positiva ändan av tråden, där det första provet
hade minskat i såväl vikt som specifik aktivitet.
Litteratur
1. Olander, A: Teoretisk kemi, bd 4: Elektrokemi. Stockholm 1947.
2. Schwarz, K E: Elektrolytische Wanderung in flüssigen und festen
Metallen. Leipzig 1940.
3. Haeffner, E: A method of changing the isotope abundancc in
mercury. Nature 172 (1953) s. 775.
4. Nief, G & Roth, E: Sur un phénomène de séparation d’isotopes
provoqué par passage de courant électrique dans un metal fondu.
Compt. rend. Paris 239 (1954) s. 162.
5. Lundén, A, Reuterswärd, C & Lodding, A: Der Isotopieeffekt
bei Stromdurchgang in geschmolzenem Kaliummetall. Z. Naturforsch.
10 a (1955) s. 924.
6. Lodding, A, Lundén, A & von Ubisch, H: Die
Temperatur-abhängigkeit des lsotopieffektes bei Stromdurchgang in
geschmolzenem Indiummetall. Z. Naturforsch., under tryckning.
7. Lundén, A: Isotopanrikning genom elektrolytisk jonvandring.
Kosmos bd 31 s. 105. Stockholm 1953.
8. Klemm, A: Isotopenüberführung und Selbstüberführung in
Metallen. Z. Naturforsch. 9 a (1954) s. 1031. Isotopentrennung durch
Ionenwanderung. Vortragssammlung Physikertag 1955. Mosbach 1956.
9. Haeffner, E, Sjöborg, Th. & Lindhe, S: The isotope effect of
a direct electric current through liquid and solid metals. Z.
Naturforsch. 11 a (1956) s. 71—75.
Nya metoder
Akustisk och pneumatisk volymmätning. Den
konventionella metoden att mäta cylindervolymen i en
förbränningsmotor är att fylla cylindern med vätska, vanligen
olja, och mäta kvantiteten. Denna metod är förknippad
med åtskilligt arbete och har flera felkällor. För att få ett
någorlunda säkert resultat måste t.ex. en bilmotor många
gånger lyftas ur fordonet, topplocket demonteras,
kolv-ringarna tätas och delar i förbränningsrummet, som inte
kan luftas, fyllas igen med modellera. Alla dessa
manipulationer kan inte företas utan att avsättningarna i
förbränningsrummet störs. De kan lossna, absorberas av
oljan, fastna i modelleran osv.
Ett par säkrare metoder för bestämning av
cylindervolymer har utarbetats i USA, nämligen den akustiska eller
dynamiska metoden och den pneumatiska eller statiska
metoden. Båda metoderna arbetar med luft som medium i
cylindern.
Den akustiska metoden går ut på att cylindern sätts under
en periodisk trycksvängning och att man bestämmer
resonansfrekvensen hos luftvolymen i cylindern. Man har
nämligen funnit att volymen står i en viss relation till
systemets resonansfrekvens.
Ekvationen för en trycksvängning i en ideell gas är
LAX + RAX + ~= Pej0lt
<’A
där x är luftens momentana viktsmängd i rummet och
övriga beteckningar enligt fig. 1. Lösningen till denna
ekvation erhålles genom en analogi med grundekvationen
för en svängning i en elektrisk krets. I en sådan analogi
får volymen motsvara en kapacitans, luftens tröghet en
induktans och strömningsmotståndet en resistans i den
elektriska svängningskretsen. Principen framgår av fig. 1
och 2. De parallellkopplade resistanserna—induktanserna
i fig. 2 kan lätt sammansättas till en enkel krets i enlighet
med fig. 1.
I praktiken åstadkommes trycksvängningen helt enkelt
genom att ett till en pipa utformat luftmunstycke anslutes
Fig. 1. Akustiska (t.v.) och elektriska (t.h.) analogin; LA
luftens tröghet, RA luftens strömningsmotstånd, CA
luft-volym; Le induktans. Re resistans, Ce kapacitans.
Fig. 2. Tillämpning av analogin på cylindervolymen i en
förbränningsmotor.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
