Über eine neue Methode zur Messung relativer Häufigkeiten von Isotopen

Zusammenfassung

Eine Durchsicht der bisherigen Arbeiten über Messungen relativer Häufigkeiten von Isotopen zeigt, daß die elektrometrische Methode, obwohl aus apparativen Gründen meist nur bei kleinem Auflösungsvermögen angewendet, die verläßlichsten Resultate ergibt, da sie nur die leicht zu überprüfende Konstanz der Ionenquelle zur Voraussetzung hat. Der photometrischen Methode liegt darüber hinaus die nicht immer erfüllte Gültigkeit des Reziprozitätsgesetzes zugrunde; sie hat aber viele Vorteile, wie leichtere Handhabung und größere Empfindlichkeit, und wird bei Apparaten großen Auflösungsvermögens stets verwendet. Die in der vorliegenden Arbeit durchgeführte photometrische Methode sucht die Vorteile beider Methoden zu verbinden, ohne ihre Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Das wird dadurch erreicht, daß zugleich mit dem zu untersuchenden Element (hier das Hafnium) auf der gleichen Platte ein zweites, geeignet ausgewähltes Eichelement aufgenommen wird, dessen Isotopenhäufigkeiten von anderer Seite zuverlässig elektrometrisch gemessen worden sind. Dieses liefert die Schwärzungskurve, der graphisch die Intensitätsverhältnisse der gesuchten Isotopenlinien entnommen werden, ohne daß eine der beiden genannten Voraus — setzungen gemacht werden muß. Zur Erzeugung des Hf-Spektrums, das hintereinander mit Os, Kr, Xe, Zn und Hg als Eichelement aufgenommen wird, konnte daher der Dempstersche Hochfrequenzfunke verwendet werden, der bei kleinem Substanzverbrauch eine ergiebige und bequeme, wenn auch nicht sehr konstante Ionenquelle darstellt. Für das seltene Hf-Isotop erwies sich dafür Hf-Metallpulver, zu Pillen gepreßt, als geeignetste Elektrode. Eine ausführliche Diskussion der Ergebnisse zeigt, daß der Methode keine systematischen Fehler anhaften, die eventuell durch verschiedene Eindringtiefe der Ionen in die photographische Schicht oder verschieden große Entfernung der zu vergleichenden Liniengruppen auf der Platte entstehen könnten. Die Resultate bei Hf sind:

Der wahrscheinliche Fehler beträgt beim ersten Wert etwa 5%, beim zweiten 2% und bei den letzten vier durchschnittlich 0,5%. Demnach ist die Methode, mit der verhältnismäßig rasch gearbeitet werden kann, den besten elektrometrischen Methoden an Genauigkeit ebenbürtig. Für die mittlere Massenzahl von Hf ergibt sich 178,543 ± 0,004 und für das chemische Atomgewicht (bei einem geschätzten Packungsanteil von + 0,2) 178,50 ± 0,01 (int. Wert 178,6), wobei der Fehler in der Hauptsache durch die Unsicherheit des Packungsanteils gegeben ist. Ein Versuch, die Anreicherung des Folgeprodukts des β-aktiven Cp-Isotops in Hf aus Thortveitit nachzuweisen, schlägt fehl, da sich auch bei diesem seltenen, an Cp verhältnismäßig reichen Mineral wegen zu großer Beimengung von natürlichem Hf die gleichen Linienverhältnisse ergeben, wie bei gewöhnlichem Hafnium.