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Der Wirkungsquerschnitt von Krypton und Xenon gegenber langsamen Neutronen.

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W . Riezler. Wirkungsquerschnitt von Krypton und Xenon w w . 193
Der 'FV$'PkUnng6~UtW8chndttuon Krypton WrCd
g e g m a b e r Iangsamen Neutronen
Xt3nOT8
Von W o l f g a n g R i s x l e r
(Mit 1 Abbildung)
Die Wirkungsquerschnitte der meisten stabilen Elemente gegenuber thermischen Neutronen sind bereits untersucht worden l). Es
fehlten, bei Beginn dieser Arbeit nur noch die Mkssungen fiir die
schweren Edelgase Krypton und Xenon. Die Werte fur diese beiden
Gase scheinen deswegen nicht ohne Interesse, weil diese Elemente
beide eine gro8e Anzahl von Isotopen besitzen und damit die Moglichkeit, da8 noch ein besonders groSer Wirkungsquerschnitt gefunden viirde, verhliltnismaBig g o 8 war; denn ein hoher Wirkungsquerschnitt gegenuber langsamen Neutronen tritt immer dann ahf,
wenn eines der Isotope eine Resonanzstelle fur Neutronen hat, deren
zugehorige Resonanzenergie nahe bei Null liegt, also hochstens Ton
der GroSenordnung 1 eV ist. Da8 die Werte fiir die schweren
Edelgase bisher nicht gemessen waren, liegt natiirlich daran, daS
diese Stoffe nur in sehr kleinen Mengen zur Verfiigung stehen; es
hat aber auch den Grung, de6 sie nur mit gewissen Schwierigkeiten
i n zweckmaSige Absorptionsschichten angeordnet werden konnen.
Uns stellte die Griesheimer Orthogen-Verkaufs-G.m. b.H. freundlicherweise je einen halben Liter Krypton und Xenon zur Verfiigung. Diese
Mengen waren fur die Messung der Wirkungsquerschnitte ausreichend,
wenn auch, infolge der verhiiltnisma6ig schwachen Absorption, keine
sehr hohe MeSgenauigkeit zu erreichen war.
Die Versuchsanordnung war die gleiche, wie sie in der vorstehenden Arbeit beschrieben ist I). Der Abstand zwischen Absorber
und Ionisationskammer ist so grob, daS kein merklicher Anteil der
im Absorber gestreuten Neutronen noch in die gammer gelangen
kann. Aus dem gemessenen Schwachnngskoeffizienten berechnet sich
also ein Gesamtwirkungsquerschnitt, der die Snmme aus wahrem
Absorptionsquerschnitt und Streuquerschnitt daretellt.
Die AbsorptionsgefaBe muSten f i b die schweren Edelgase besonders konstruiert werden. Sie sind in nachstehender Abbildung
1) Vgl. die vorstehende Arbeit von K. H. L s u t e r j u n g ; dort auch weitere
Schrifttumsangaben.
Annalen der Phmik. 6. Folge. 41.
14
194
Annabn der Physili. 5 . Folge. Band 41. 1942
dargestellt. Das eigentlicbe Absorptionsgefae bestebt aus einer
Aluminiumdose a i t 5 mm Wandstlrke, einer lichten Weite von 30 mm
und einer lichten Hohe von 20 mm. Die Dosen wurden zuniichst in
den zwei Teilen gedrebt, die in der Zeichnung durch punktierte
Linien angedeutet sind und dann verschweifh. Zum Einfullen des
Gases war ein Kupferrohr eingesetzt, das vor dem SchweiBen mit
Hilfe eines aufgedrehten stramm passenden Gewindes fest in die
Dose eiugeschraubt war. Irgendwelche
Dicht.ungsmitte1 wurden hicht verwendet, da diese beim Eintauchen in
flussige Luft, was bei der Fiillung eiforderlicli ist, leicht einnial hatten zu
einer rjndicbte AnlaB geben konnen.
Durcb das stramme Einpassen war die
Anordnung jedoch auch ohne diese so
dicht, daB trotz des kleinen Volumens
bei Kryptonfiillung mit 25 Atm. auch
EZ?dbbrnmMl
nach zwei Monaten nocb keine Druckr3.0&
*. .
abnahme feststellbar war. Das Ventif
oamr
w a r so konstruiert, daB es einerseits
beim Auspumpen vakuumdicht war,
Abb. 1. AbeorptionsgefllB
andererseits hoben Druck im Absorpfur echwere Edelgase
tionsgefaB
absperrte. Dies wurde durch
eine kleine, mit Hilfe einer Schraube verstellbare Gummiplatte erreicht.
Die Einzelheiten sind aus der Abb. 1 ersichtlich. Zur Kontrolle des
Qasdrucks w a r am Ventil ein kleines Manometer (M) angebracht.
Beim Einfiillen des Edelgases wurde das mit dem Vorratskolben
verbundene AbsorptionsgefiiiS in fliissige Luft getaucbt, so dab der
ganze Gasvorrat in ihm einfror und nach dem Wiederauftauen bei
geschlossenem Ventil auf den erforderlichen Druck von etwa
25 Atm. kam.
Die Untersuchung zeigte, daB ein Strom thermischer Neutrhen
durch die untersuchten Edelgase nur verhaltnismaBig wenig geschwacht wurde, der Wirkungsquerscbnitt also ziemlich klein war.
Es waren daher ziemlicb lange MeSreihen erforderlich, urn die durch
die Statietik bedingten MeSfehler herabzudriicken. Die iinmittelbaren
MuSergebnisse enthalt umstehende Tabelle.
Bei der Messung ohne Absorber wurde eine leere Absorptionadose
in den Strahlengang gebracht, so daB eine besondere Korrektur fur
daa AbsorptionagefaB nicbt erforderlich war. Der Anteil der langsamen Neutronen ergab sich aus der Differenz der rnit und ohne
Kadmium gemessenen Zahlen. Urn Fehler infolge etwaiger Schwan-
W . Riezler. Wirkungsquerschnitt von Krypton und Xenon
ohne Absorber (1,+A')
Teilchen- mit Absorber (I+ N )
mit Kadrnium ( N )
{
I/& . . . . . . . . . . . . . 1
~
8992
8798
2394
0,9il*0,023
1
I
ZLSW.
195
I
7156.
,
21759
7016
21135
1773
1
6842
0,97460,024 Ol988f0,015
1
kungen der Neutronenintensitat auszuschalten, wurden bei der
Messung leeres und volles AbsorptionsgefaB und Kadmiumfilter alle
zwei Minuten ausgewechselt, jedoch so, dd3 die gesamte MeBdauer
fur jeden der drei MeBpunkte die gleiche war.
Aus den MeBdaten berechnen sich folgende Werte fur, den
W-irkungsquerschnitt eines Atoms gegeniiber langsamen Neutronen:
Krypton . . . . (23,5 f 14).
cm2,
Xenon . . . . . (36,9 13)
cm2.
Die angegebenen Fehlergrenzen entsprechen dem wahrscheinlichen
statistischen Fehler. Es zeigt sich also, daB die Wirkungsquerschnitte dieser beiden Edelgase gegeniiber thermischen Neutronen
von der gleichen GroSenordnung sind, wie die der meisten andern
Elemente. Es bleibt die auffallende Tatsache bestehen, daB von den
fihf Elementen mit hohem Einfangquerschnitt fiir langsame Neutroqen (Cd, Sm, Eu, Gd, Dy) fast alle, niimlich vier, den seltenen
Erden angehoren und im periodischen System dicht aufeinander folgen.
Zuaammenfaeaung
Die Wirkungsquerschnitte von Krypton und Xenon gegeniiber
langsamen Neutronen werden zu
cma und (36,9 13)
om2
(23,5 f 14).
bestimmt.
Frl. stud. phys. G. C a s p e r s danke ich fiir ihre Mithilfe bei der
Aufnahme der Mebreihen, der Griesheimer Orthogen-Verkaufs-C2.m.b.H.
fur die fiberlassung der reinen Edelgase.
Koln, Physikalisches Institilt der Universitiit, 11. Dezember 1941.
(Emgegangen 4. Februar 1942)
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