Published May 1967 | Version v1
Book

Surface deposition of radioisotopes on sands and silts

  • 1. CEA, Centre d'etudes Nucleaires de Saclay (France)

Description

There are two major methods of using radioisotopes to study sedimentary movements: mass-labelling - the sediment is replaced by a glass containing an element that can be activated; surface labelling - a physico-chemical treatment makes it possible to deposit a radioisotope on the surface of the sediment. The second method is used mainly for sands, when a large number of labelled particles is necessary (for statistical purposes); and for silts, when it is necessary to retain the features associated with their dynamic properties. The aim of the present study was to develop simple and rapid methods of labelling which could be applied at the site of the experiment by persons possessing only limited equipment for handling radioisotopes. The authors describe their technique. The process recommended for labelling sands by using 198Au is a combination of the Petersen method (treatment with tin chloride) and that of Campbell (treatment with silver) after pre-treatment with nitric acid and soda. By this method, it is possible to deposit 125 mg of gold per kilogram of sediment with an efficiency of 95% (i.e. 10 Ci/kg) using a solution of chlorauric acid. For marking sands with 51Cr a film of silica gel is first deposited and radioactive lead chromate is then adsorbed onto it. In this way, 500 mg of chromium per kilogram of sand can be fixed with more than 90% efficiency (i.e. 40 Ci/kg). The authors discuss the mechanical stability of the deposits, their value and their reproducibility for a given mineral composition of the sand: The labelling of silts by using 198Au is achieved with a neutralized chlorauric acid solution. The gold is reduced on contact with the silt on which it is fixed. Ten Ci/kg of sediment can be fixed with 100% efficiency. To mark silts with 51Cr chromium hydroxide is precipitated on contact with the silt. This results in a deposit of 450 mg of chromium per kilogram of sediment, i.e. 25 Ci/kg of silt, with 100% efficiency. The authors discuss the validity of the labelling, its effect on the dynamic behaviour of the silt and the number of particles labelled. As quantitative movement studies necessitate mass-labelling (constant specific activity), the authors indicate the transformation required to make surface labelling tantamount to mass-labelling. Finally, they indicate the future prospects and the probable lines which they will follow in further work. (author)

Abstract (French)

L'utilisation d'isotopes radioactifs pour l'etude des deplacements sedimentaires fait principalement appel a deux methodes: le marquage massique - un verre contenant un element activable remplace le sediment; le marquage superficiel - un traitement physico-chimique permet de deposer un radioelement a la surface du sediment. Le second procede est surtout employe pour les sables, lorsqu'il est utile de disposer (pour des raisons de statistiques) d'un grand nombre de grains marques, et pour les vases, lorsqu'il est necessaire de leur conserver leurs caracteristiques liees a leur dynamique. Le but des auteurs est de mettre au point des methodes simples et rapides de marquage pouvant etre appliquees sur le site meme de l'experience par les utilisateurs disposant d'un equipement limite pour manipuler des radioelements. Les auteurs presentent une description de la technique employee. Le procede preconise pour le marquage des sables par l'or-198 est une combinaison des methodes Petersen (traitement au chlorure d'etain) et Campbell (traitement a l'argent) associee a des pretraitements a l'acide nitrique et a la soude. La methode permet de deposer 125 mg d'or par kilogramme de sediment avec un rendement de 95% (soit 10 Ci/kg) a partir d'une solution aurichlorhydrique. Dans le cas du marquage des sables par le chrome-51, un pretraitement permet de deposer une pellicule de gel de silice sur laquelle s'adsorbe un chromate de plomb radioactif. Les auteurs fixent ainsi 500 mg de chrome par kilogramme de sable avec un rendement superieur a 90% (soit 40 Ci/kg). Le probleme de la soliditde des depots, de leur valeur et de leur reproductibilite liee a la composition mineralogique du sable est discute. Le marquage des vases par l'or-198 s'effectue a partir d'une solution aurichlorhydrique neutralisee. L'or est reduit au contact de la vase sur laquelle il se trouve reellement fixe. Il est possible de fixer 10 Ci/kg de sediment avec un rendement de 100%. Pour le marquage des vases par le chrome-51 on fait precipiter l'hydroxyde de chrome au contact de la vase. On depose ainsi avec un rendement de 100% 450 mg de chrome par kilogramme de sediment, soit 25 Ci/kg de vase. Une discussion sur la validite du marquage, son influence sur le comportement dynamique de la vase et le nombre de grains marques est donnee. L'etude du deplacement quantitatif necessitant un marquage massique (activite specifique constante), les auteurs indiquent la transformation permettant de rendre un marquage superficiel apparemment massique. En conclusion, les perspectives d'avenir et le deroulement des prochains travaux sont indiques. (author)
Part of:
Isotopes in hydrology. Proceedings of a symposium

Additional details

Additional titles

Original title (French)
Depots superficiels de radioelements sur les sables et les vases

Publishing Information

Publisher
IAEA
Imprint Place
Vienna (Austria)
Imprint Title
Isotopes in hydrology. Proceedings of a symposium
Imprint Pagination
740 p.
Series
Proceedings series
Journal Page Range
p. 233-262
ISSN
0074-1884

Conference

Title
Symposium on isotopes in hydrology
Dates
14-18 Nov 1966
Place
Vienna (Austria)

Optional Information

Notes
6 refs, 11 figs, 3 tabs
Secondary number(s)
IAEA-SM--83/16