Technische und chemische Entwicklungen für KZAA

Kurzzeitaktivierungsanalyse ist eine zerstörungsfreie und schnelle analytische Methode zur Untersuchung von bis zu 19 Elementen (z.B.: Ag, Al, Br, Ca, Cl, Cu, Dy, F, Hf, I, In, K, Mg, Mn, Na, Sc, Se, Ti und V) mit hoher Genauigkeit und Empfindlichkeit. Die Zahl der untersuchten Elemente kann bis auf 35, erhöht werden, vorausgesetzt den optimalen Einsatz von chemischer Aktivierungsanalyseverfahren. Tatsächlich ist es in der Routineanalyse nicht möglich, 35 kurzlebige Nuklide (Halbwertszeit < 30 min.), mittels zerstörungsfreier und radiochemischer Verfahren zu erfassen, daher ist der Einsatz chemischer Aktivierungsanalyseverfahren unumgänglich. Bedauerlicherweise wurde dieses Verfahren gegenüber des zerstörungsfreien bei hoher Zählrate jahrzehntelang vernachlässigt. In dieser Arbeit werden die zwei verschiedenen Verfahren miteinander verglichen (Empfindlichkeit, Nachweisgrenze, Genauigkeit, Interferenz) und statistisch ausgewertet. Dieses Vorhaben wurde bisher nicht im Detail untersucht und in der Literatur nicht dokumentiert. Anläßlich dieses Projektes werden die technischen Voraussetzungen für beide Methoden optimiert. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen folgende Punkte realisiert werden: 1) Konstruktion und Anfertigung eines schnellen Rohrpostsystems zur Bestrahlung kleiner Proben (~0,5 ml) an der zentralen Bestrahlungsposition (hoher Neutronenfluß) des TRIGA-Mark II Reaktors. 2) Konstruktion und Anfertigung eines drehbaren schnellen Rohrpostsysterns zur Bestrahlung großer Proben (bis zu 8 ml). 3) Konstruktion eines schnellen Rohrpostsystems zur Bestrahlung kleiner Proben (bis zu 2 ml), welches mit einem beweglichem Cd-Filter zur thermischen/epithermischen Bestrahlung in der gleichen Bestrahlungsposition ausgestattet ist. 4) Die Meßkammern dieser Systeme werden so konstruiert, daß die Detektorprobenabstände vollautomatisch (zwischen vier Positionen) variiert werden können. Die Konstruktion der Meßkammern soll auch die zyklische Aktivierungsanalyse ermöglichen. 5) Um einen kontaminationsfreien (von metallischen Komponenten im Rohrpostsystem) analytischen Vorgang zu gewährleisten, sollte es die Möglichkeit geben, eine kleine Probenkapsel in einem großen Bestrahlungsbehälter zu bestrahlen. Dieser Bestrahlungsbehälter sollte jedoch vor der Meßkammer vollautomatisch und in kurzer Zeit (2-3 sec.) entfernt werden können. Die technischen Voraussetzungen hierzu sollten geschaffen werden. 6) Konstruktion eines Probenwechslers für jedes System (jede Probengröße). 7) Entwicklung einer Software, welche in der Lage ist, die Bestrahlungs- und Meßvorgänge zu steuern. 8) Optimierung eines zerstörungsfreien analytischen Verfahrens (Totzeit 50-70%) für verschiedene Probengewichte und Matrizes bei Implementierung eines volldigitalen Gammaspektrometers. 9) Optimierung der chemischen Neutronenaktivierungsanalyse, mittels eines Verfahrens, welches auf Adsorption des gewünschten Metallkomplexes auf Aktivkohle basiert, um kurzlebige Nuklide in Wasser, biologischen- und anderen Materialien zu untersuchen.