Published January 29, 1975 | Version v1
Report

Investigations into the influence of the most important parameters on the separation of rare earths as fission on products of Am-241 by means of ion exchange chromatography

Description

A method has been developed for the quantitative isolation of the rare earth elements of neutron-irradiated Am 241 from the remaining fission products in order to determine their mass yields. For this, it was necessary to choose and elaborate and practically test a separation process. The method of choice was ion exchange chromatography which has long been used for the separation of nuclear fission products. Theoretical considerations by Glueckauf and the improved ideas of Giddings have been presented in an illustrative and connecting manner. The experience gained so far on the separation of fission products with ion exchangers was then described and evaluated with special regard to the separation of rare earth. The main part of the author's own experimental investigations concerned the testing of a set-up separation system. For this, suitable pretesting and system studies had to be performed corresponding to the measuring, apparative and experimental requirements. The various dependences of the effectivity of the separation system given by the separation power (separation factor) and the separation sharpness (band widths) on the working conditions such as elution agent, flow rate, grain size, as well as loading and form of the separation columns, were thus experimentally investigated and compared with the values required by the theory. In general, the predicted influences of the various parameters of the ion exchange chromatographic separation process agreed satisfactorily with the experiment. In the last part of the work, an optimized separation system to separate the fission products of an irradiation of Am 241 with reactor neutrons is tested and methods to determine the yields are checked. (orig./LH)

Abstract (German)

Es wurde ein Verfahren zur quantitativen Isolierung der Seltenen Erdelemente aus neutronenbestrahltem Am-241 von den uebrigen Spaltprodukten zum Zwecke der Bestimmung ihrer Massenausbeuten entwickelt. Dazu war die Auswahl und Festlegung und die praktische Erprobung eines Trennverfahrens erforderlich. Hierfuer ist die seit langem fuer die Abtrennung von Kernspaltprodukten verwendete Ionenaustauschchromatographie ausgewaehlt worden. Theoretische Ueberlegungen von Glueckauf und die verfeinerten Vorstellungen von Giddings wurden in anschaulicher und zusammenhaengender Form dargestellt. Daran anschliessend wurden noch die bisherigen Erfahrungen ueber die Trennung von Spaltprodukten mit Ionenaustauschern beschrieben und gewertet unter besonderer Beruecksichtigung der Trennung von Seltenen Erden. Der Hauptteil der eigenen experimentellen Untersuchungen galt der Ueberpruefung eines aufgestellten Trennschemas. Dafuer mussten entsprechend den messtechnischen, apparativen und experimentellen Erfordernissen geeignete Vorversuche und Systemstudien durchgefuehrt werden. Dabei wurden die verschiedenen Abhaengigkeiten der Effektivitaet des Trennschemas gegeben durch das Trennvermoegen (Trennfaktor) und der Trennschaerfe (Bandenbreiten) von den Arbeitsbedingungen wie Elutionsmittel, Fliessgeschwindigkeit, Korngroesse, sowie Beladung und Form der Trennsaeulen experimentell untersucht und mit den von der Theorie geforderten Werten verglichen. Es ergab sich im allgemeinen befriedigende Uebereinstimmung der vorausgesagten Einfluesse der verschiedenen Parameter des ionenaustauschchromatographischen Trennungsganges mit dem Experiment. Im letzten Teil der Arbeit wird ein optimiertes Trennschema zur Auftrennung der Spaltprodukte einer Bestrahlung von Am-241 mit Reaktorneutronen getestet und Methoden zur Ausbeutebestimmung geprueft. (orig.)

Additional details

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Original title (German)
Untersuchung der Einfluesse der wichtigsten Parameter auf die Trennung Seltener Erden als Produkte der Kernspaltung von Am-241 mittels Ionenaustauschchromatographie

Publishing Information

Imprint Pagination
135 p.

Optional Information

Notes
51 figs.; 6 tabs.; with refs. Available from ZAED.