53
1972
Internationa! book year
А. Надь А. Чёке Э. Сабо Б. Форзац 3. Земплен
& ' 3 / 7 < 4 P /Z ?
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В ОБРАЗЦЕ ЛУННОГО ГРУНТА № 16/078, ДОСТАВЛЕННОГО АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАНЦИЕЙ
„ЛУНА-16” , МЕТОДОМ АКТИВАЦИИ
С ПОМОЩЬЮ НЕЙТРОНОВ С ЭНЕРГИЕЙ 14 М>в
Венгерская Академия Наук ЦЕНТРАЛЬНЫЙ
ИНСТИТУТ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
БУДАПЕШТ
К Ж 1 -7 2 -2 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В ОБРАЗЦЕ ЛУННОГО ГРУНТА
№ 1 6 /0 7 8 , ДОСТАВЛЕННОГО АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАНЦИЕЙ "ЛУНА-16", МЕТОДОМ АКТИВАЦИИ С ПОМОЩЬЮ НЕЙТРОНОВ С ЭНЕРГИЕЙ 14 Мэв
А. Н ад ь , А. Ч ек е, Э . Сабо, Б . Форзац, Э . Земплен
Центральный институт ф изических исследований АН ВНР, г . Будапешт Главный о т д е л химических и ссл ед о ван ий
РЕЗЮМЕ
Определено содержание кислорода в о б р азц е лунного г р у н т а te 1 6 / 0 7 8 , д о с т ав л е н н о го а в т о м а т и ч е с к о й станцией " Л у н а -Т ь " , путем а ктивац ии о помощью н ей тр о н о в с э н е р г и е й 14 Мэн. Содержание кислорода в образце с о с т а в л я е т 4 2 , Щ , 2 вес.%
KIVONAT
M a g h a t á r o z t u k а 1 б / о 7 8 J e l ű , L u n a á l t a l s z á l l í t o t t p o r a l a k u h o l d - t a l a ; ) - - m i n t a o x i g é n t a r t a l m á t , 14 MaV n e u t r o n - a k t i v á c l ó v a l . A z t t a l á l t u k , h o g y a z o x i g é n t a r t a l o m 4 2 , 1 + 1 , 2 s ú l y s z á z a l é k .
ABSТРАСТ
The a b u n d a n c a o f O x y g e n h a s b e e n d e t e r m i n e d b y 1 4 MeV n e u t r o n a c t i v a t i o n i n a L u n a r g r o u n d p o w d e r d e r i v e d f r o m L u n a 1 6 s a m p le 1 6 /o 7 8 .W e f o u n d t h a t t h e m a in a b u n d a n c e i n w e i g h t p e r c e n t i s : 4 2 , 1 + 1 , 2 .
О бразец , изученный в нашей л а б о р а т о р и и , я в л я е т с я частью образца по
рош кообразного лунного г р у н т а , д о с т а в л е н н о г о ав то м ати ч еск о й с т а н ц и е й "Луна- - 1 6 " на глубине 7 см от поверхности Луны, з о н а А, гд е средний р а з м е р зерен р авен 70 мк [ I ] . Авторы измеряли содержание кислорода в образце в е с о м 7 7 ,2 мг в з я т о г о из лунного г р у н т а № 1 6 /0 7 8 весом 300 м г , содержащего з е р н а примерно одинакового р а з м е р а . В этом о т ч е т е приведены р е з у л ь т а т ы а н а л и з а , п р о вед ен но го на нейтронном г е н е р а т о р е с помощью нейтронов с э н е р г и ей 14 Мэв.
Образец лу н но го грунта получили в шлифованной кварцевой ампуле. В ходе измерения тран сп о р ти р о вка о б р а зц а от м е с т а облучения до м е с т а измерения п роводилась в к а п с у л е . Капсула весом 40 мг и объемом 50 мм^, и з г о т о в л е н н а я из п олиэтилена высокого давления с малым содержанием ки сл о р о д а, была тщ атель
но очищена, а потом была заполнена образцом в гер м ети ческо й к а м е р е , снабжен
ной п ер ч а т к ам и . В ходе заполнения было и сп о л ьзо в ан о вибрационное у п л о т н е н и е.
Капсула закр ы вал ась м ех ани ч ески .
Для определения содержания кислорода была и сп о л ьзо в а н а р еак ц и я 1бо ( п , р ) 1бы , при которой а к т и в н о с т ь ядра п родукта была сравнена с активно
стью э т а л о н а с и з в е с т н о й концентрацией к и с л о р о д а . В к а ч е с т в е э т а л о н а , а т а к же в к а ч е с т в е монитора выхода нейтронов была и с п о л ь з о в а н а с в е р х ч и с т а я окись кремния, располож енная в точно т а к о й же к а п с у л е , как и образец л у н но го гр у н т а . Вес э т а л о н а - 4 0 м г , вес монитора - 120 м г .
Для облучения образца и с п о л ь з о в а л с я нейтронный г е н е р а т о р системы Кокрофта-Вальтона т и п а n a- з , изготовленны й в ЦИФИ [ 2 ] . Диаметр ак ти в н о й по
верхности мишени - I ? мм. Была и с п о л ь з о в а н а мишень активностью 3 0 кюри из трития с о в е т с к о г о п р о и з в о д с т в а , при которой выход нейтронов с о с т а в л я е т
Ю 10 н . / с е к . Образец и монитор были расположены друг з а другом, напротив ми
шени. О бразец не совершал двухосное вращение.
Для транспортировки о б р а зц а была с к о н с т р у и р о в а н а д в у х к ан а л ьн ая п н е в мопочта с электронным у п равлени ем ; пневмопочта п р е д с т а в л я л а с о б о й цилиндриче
скую полиэтиленовую труб у с внутренним диаметром в 5 , 5 мм. С истема дает, в о з можность циклически п о в т о р я т ь передвижение образца от места о б л у ч е н и я до ме
с т а изм ерения и о б р а т н о , в автоматическом режиме р а б о т ы . Мин. в р е м я тр а н сп о р тировки о б разц а - 300 м с е к . Пневмолиния была выполнена без и з г и б а .
Измерительная система с о с т о я л а и з д е т е к т о р а N a i ( T i ) р азм ер о м
7 , 5 х 7 , 5 см с разрешающей способностью 9% и 1 0 2 4 -к а н ал ьн о го а н а л и з а т о р а т и п а
- 2 -
NTA—o.i > в, сигналы которого были интегрированы стробированным одноканальным ан а л и за то р о м в д и ап азо н е э н е р г и и от 4 , 5 Мэв до 8 Мэв. Время цикла,, р е г у л и р у е мое с помощью эл е к т р о н н о г о блока у п р а в л е н и я , в х о д е а н ал и за было 26 с е к , из к о т о р о г о 8 сек с о с т а в и л а а к т и в а ц и я и 15 с е к с о с т а в и л о и зм е р ен и е. У дельная а к т и в н о с т ь кислорода была 85 и м п ./м г к и с л о р о д а .
Перед проведением а н ал и за были проведены контрольные измерения е с т е с т в е н н о й и о с тат о ч н о й а к т и в н о с т и о б р а з ц а . В д и ап а зо н е эн е р г и и от 100 кэв до 2 , 5 Мэв не наблюдался э ф ф ек т , отличающийся в зн ач и тел ь н о й мере от фона.
При измерении содержания ки сл о р о д а ко л и ч е ств о э т а л о н а и о б р а зц а было выбрано т а к , чтобы они п р ед став и л и одинаковую з а г р у з к у 28a i из s í для обоих г а м м а -с п е к т р о в . Исходя из л и тературн ы х данных [51 примеси 19г и и в считали пренебрегаемыми, т а к как они имеются в кон цен траци ях лишь в н есколько д е с я т ков м к г / г .
В т а б л и ц е I приведены ли тературны е данные измерения содержания кис
л о р о д а в о б р а зц а х лунного г р у н т а . Т аблиц а 2 содержит данные измерений, прове
денных нами на о б р а зц е № 1 6 / 0 7 8 . Т о ч н о с т ь измерения литературны х данных опре
д е л е н а на основе н еск о л ьк и х ( 2 - 8 ) п араллельны х опы тов. Данные, приведенные в т а б л и ц е 2 были получены из 70 и зм ерен и й, проведенных на том же самом о б р а з ц е . Т о ч н о с т ь измерения х а р а к т е р и з у е т с я з н а ч е н и е м , приведенным на гистограмме
( Р и с . 1 ) .
Авторы выражают б л а г о д а р н о с т ь Шандору Б . НАДЬ, Михайнэ ШАНДОРИ и Эве ЯМБОР за помощь, оказанную ими а в т о р а м в проведении измерений и обработке данны х.
- 3 -
Т а блица I
Содержание кислорода в о б р а зц а х лунного грунта
Образец Кислород (в е с .% ) Л итературная ссылка
A p o l l o 1 1 А 3 8 , 5 - 1 , 2 [3]
A p o l l o 1 1 В 3 9 , 4 - 1 , 0 [3]
A p o l l o 1 1 С 4 1 , 1 - 1 , 0 [3]
A p o l l o 1 1 S o i l 4 0 , 8 ± I , 2 [3]
A p o l l o 11 1 0 0 г ; 4 0 ,8 7 [VJ
A p o l l o 1 1 1 0 0 7 2 4 0 ,9 5 m
A p o l l o 1 1 1 0 0 8 4 4 1 ,9 4 14
A p o l l o 1 1 j 12 4 1 , 4 - 2 [5]
A p o l l o 11} 12 4 2 ,6 ± 2 [5]
A p o l l o 12 4 5 , 2 - 0 , 6 [6]
A p o l l o 12 4 4 , 0 ± 0 , 8 [б]
A p o l l o 1 2 4 0 , 4 ± 0 , 9 [б]
Таблица 2
Данные 70 измерений, проведенных на образце № 1 6 /0 7 8 лунного грун та для опре
деления содержания кислорода ( в е с .% ).
Среднее содержание кислорода: 4 2 , 1 * 1 , 2 в ес.%
3 9 , 9 4 0 , 8 4 4 , 3
4 1 , 6 4 0 , 0 4 2 , 2
4 0 , 6 4 3 , 0 4 2 , 3
3 9 ,4 3 8 ,6 3 8 ,0
42 2 4 1 , 2 4 3 , 2
4 3 , 2 3 8 ,5 3 7 ,7
4 1 , 5 4 2 ,4 4 1 ,4
4 0 , 6 3 8 ,5 4 0 ,4
4 3 , 9 3 9 , 8 4 3 , 9
3 7 ,4 4 2 , 2 4 2 , 3
4 3 , 6 4 1 , 4 4 2 , 9
4 2 , 3 3 8 ,5 4 1 , 2
4 3 , 6 4 4 , 8 4 2 , 9
4 2 , 4 4 2 , 9 4 2 , 5
4 3 , 6 3 9 ,8 3 9 ,6
4 4 , 1 4 5 , 4 3 8 ,0
4 0 , 1 3 8 ,2 3 7 ,6
3 9 , 7 4 1 , 8 3 9 ,4
4 0 , 1 3 7 ,8 4 1 , 7
4 3 , 8 3 9 ,8 4 3 , 5
3 8 ,5 4 0 , 8 3 8 ,6
3 7 ,9 4 2 , 6 4 2 , 3
4 4 , 2 4 0 , 9 3 9 ,5
4 1 , 9
»
- 4 -
25
cö
EH О EH О
Гистограмма 70 измерений, проведенных для оп
ределения содержания кислорода в образце лун
ного грунта № 1 6 / 0 7 8 . О тносительная погрешность изм ерения: 2-3%.
20 т
10
Кислород вес.%
Рисунок I
- 5 -
Литература
[1 ] А.П. В иноградов: Геохмм. № 3 2 6 1 -2 7 9 (1 9 7 1 )
[2 ] ACTIVATION ANALYTICAL LABORATORIES EQUIPPED WITH NEUTRON GENERATORS.
KRKJ R e p o r t 3 4 - 6 8 /1 9 6 8 . BUDAPEST.
[3] W .D. E hm an, J .W . M o rg a n : S c i e n c e 3 0 . J a n u a r y / 1 9 7 0 / 5 2 8 - 5 3 0 [4 ] H .B , W i i k , P a n t i O j a u p o r ^ t S c i e n c e 3 0 . . J a n u a r y / 1 9 7 0 / 5 3 1 - 5 3 2 [5 ] G .H . M o r r i s o n : A n a l.C h e m . V o l 4 3 . N o .7 . / 1 9 7 1 / 2 3 A -3 1 A .
[6] J .M . M o rg a n , W .D . Ehm an: E a r t h a n d P l a n e t a r y S e i . L e t t . 9 . / 1 9 7 0 / 1 6 4 - 1 6 8 .
G
1^еч.
K i a d j a a K ö z p o n t i F i z i k a i K u t a t ó I n t é z e t F e l e l ő s k i a d ó : K i e s I s t v á n , a KFKI
K é m ia i T u d o m á n y o s T a n á c s á n a k e l n ö k e S z a k m a i l e k t o r : E l e k A n t a l
N y e l v i l e k t o r : E l e k A n t a l
P é l d á n y s z á m : 2 5 0 T ö r z s s z á m : 7 2 - 6 5 2 1 K é s z ü l t a KFKI s o k s z o r o s í t ó ü z e m é b e n B u d a p e s t , 1 9 7 2 . m á r c i u s h ó