Published March 1969 | Version v1
Book

Use of the Method of Recording Fission Products in Insulating Material to Study Uranium and Thorium Distribution in Rocks and Mineralizations

  • 1. Laboratorio Geominerario del CNEN, Csn Della Casaccia, S. Maria di Galera, Roma (Italy)

Description

The distribution of radioactivity in rocks and mineralizations can be studied by observing the path of gamma rays in the emulsion of nuclear photographic plates. However, there are several drawbacks to this method, e. g. the long exposure time for rocks of low radioactivity, the difficulty of distinguishing between uranium and thorium, and the influence of the radioactive equilibrium state of the sample on the results of the measurement. The method adopted in this study, however, which is based on recording U and Th fission fragments, can be used directly for distinguishing the distribution of U from that of Th, since their fissioning is brought about by neutrons of very different energy. Moreover, the result is independent of the radioactive equilibrium state of the sample and the time required for the measurement is always fairly short. We have compared the characteristics of a number of fission fragment detectors (nuclear plates, Makrofol, Mylar, ordinary glass and muscovite mica) and have found that the use of nuclear plates gives rise to serious complications, since the gamma radiation present in the nuclear reactor,' which is used for inducing the fission of U and Th, produces a general blackening of the plate which makes it impossible to distinguish the fission fragment tracks clearly. On the other hand, the other detectors studied, all of which are insulating materials, are capable of recording only particles of higher mass and are completely insensitive even to very large doses of gamma radiation. The tracks recorded by these detectors can be made visible in the optical microscope by suitable chemical treatment. Among the products we have examined, Makrofol would appear to be the most suitable insulating material for our purposes, and we used it for studying uranium distribution in thin sections and in polished sections of rock. This method, which is especially simple and fast, can also be used for analysis of U and Th content in rock samples and fractions of monominerals. In view of the small amount of material required for analysis and the fact that the sample need not be destroyed, as well as the speed with which the technique can be carried out, the method is very attractive. The counting of the tracks under the microscope, which is the longest operation, can be automated if the method is used for routine measurements. (author)

Abstract (French)

La répartition de la radioactivité dans les roches et dans les minéralisations peut etre étudiée par l'observation des trajectoires des rayons dans l'émulsion des plaques photographiques nucléaires. Toutefois cette méthode présente plusieurs inconvénients' la longue durée du temps de pose pour les roches à faible radioactivité, la difficulté de distinguer l'U du Th, et enfin l'influence de l'état d'équilibre radioactif de l'échantillon sur les résultats de la,mesure. La méthode adoptée dans ce travail, fondée sur l'enregistrement des fragments de fission de l'U et du Th, nous permet au contraire de distinguer directement la répartition de l'U de celle du Th, étant donné que leur fission est produite par des neutrons d'énergie très différente. En outre, le résultat est indépendant de l'état d'équilibre radioactif de l'échantillon et le temps nécessaire pour la mesure est toujours assez court. Nous avons comparé entre elles les caractéristiques de plusieurs détecteurs de fragments de fission plaques nucléaires, Makrofol, Mylar, verre ordinaire et mica muscovite. Nous avons constaté que l'usage des plaques nucléaires présente de grosses complications, étant donné que le rayonnement y présent dans le réacteur nucléaire, utilisé pour provoquer la fission de l'U et du Th, produit un noircissement général de la plaque qui empêche de distinguer clairement les traces des fragments de fission. Les autres détecteurs examinés qui sont tous des isolants ont au contraire la capacité d'enregistrer seulement les particules de masses plus élevées et sont tout à fait insensibles même à de très fortes doses de rayons y. Les traces, enregistrées par ces détecteurs, peuvent être rendues visibles au microscope optique au moyen d'une attaque chimique appropriée. Parmi tous ceux que nous avons examinés, le Makrofol est l'isolant qui nous a paru le plus convenable à nos applications et nous l'avons utilisé pour l'étude de la répartition de l'U dans des lames minces et des sections polies de roches. Cette méthode, qui est particulièrement simple et rapide, peut être utilisée en outre pour l'analyse des teneurs d'U et de Th dans des échantillons de roches et des fractions monommérales. La petite quantité du matériel requis pour l'analyse, la possibilité de ne pas détruire l'échantillon et enfin sa rapidité rendent cette méthode très intéressante. Le comptage des traces au microscope, qui est le travail le plus long, peut être rendu automatique au cas ou on adopterait cette méthode pour des mesures de routine. (author)
Part of:
Nuclear Techniques in the Prospecting and Development of Mineral Resources. Proceedings of the Symposium on the Use of Nuclear Techniques in the Prospecting and Development of Mineral Resources

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Original title (French)
Utilisation de la Methode d'Enregistrement des Fragments de Fission dans les Isolants pour l'Etude de la Repartition de l'U et du Th dans les Roches et dans les Mineralisations

Publishing Information

Publisher
IAEA
Imprint Place
Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
Imprint Title
Nuclear Techniques in the Prospecting and Development of Mineral Resources. Proceedings of the Symposium on the Use of Nuclear Techniques in the Prospecting and Development of Mineral Resources
Imprint Pagination
562 p.
Series
Proceedings Series
Journal Page Range
p. 255-268
ISSN
0074-1884

Conference

Title
Symposium on the Use of Nuclear Techniques in the Prospecting and Development of Mineral Resources
Dates
5-9 Nov 1968
Place
Buenos Aires (Argentina)

Optional Information

Notes
11 refs., 7 figs., 2 tabs.
Secondary number(s)
IAEA-SM--112/19