Reaktionen von $^{11}$C-Rückstoßatomen in den Systemen H$_{2}$O-NH$_{3}$, H$_{2}$O-CH$_{4}$ und NH$_{3}$-CH$_{4}$

Nebeling, B.

Book/Report

FZJ-2018-03070

Reaktionen von $^{11}$C-Rückstoßatomen in den Systemen H$_{2}$O-NH$_{3}$, H$_{2}$O-CH$_{4}$ und NH$_{3}$-CH$_{4}$

Nebeling, B. (Corresponding author)FZJ*

1988
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag Jülich

Jülich : Kernforschungsanlage Jülich, Verlag, Berichte der Kernforschungsanlage Jülich 2245, 111 p. (1988)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/18597

Report No.: Juel-2245

Abstract: In der vorliegenden Arbeit wurden die chemischen Reaktionen von Rückstoßkohlenstoff-11 in den binären Gasmischungen H$_{2}$O-NH$_{3}$, H$_{2}$O-CH$_{4}$ und NH$_{3}$-CH$_{4}$ in verschiedenen Mischungsverhältnissen sowie in festem H$_{2}$O und in einer festen H$_{2}$O-NH$_{3}$-Mischung in Abhängigkeit von der Dosis untersucht. Die Untersuchungen sollten u. a. der Simulation der von Sonnenwind, Sonnenstrahlung und kosmischer Strahlung in der Koma und dem Kern von Kometen hervorgerufenen chemischen Prozesse dienen. Sie sollten weitere Aufschlüsse über die Rolle des wichtigsten biogenen Elements Kohlenstoff bei der chemischen Evolution des Sonnensystems geben. Neben den eigentlichen Hochenergieprozessen zu den sogenannten Primärprodukten wurde auch deren strahlenchemische Veränderung über einen großen Dosisbereich verfolgt. Die Erzeugung der energetischen $^{11}$C-Atome erfolgte je nach Targetzusammensetzung durch die Kernreaktionen $^{14}$N(p,$\alpha$) $^{11}$C, $^{12}$C($^{3}$He,$\alpha$) $^{11}$C oder die $^{16}$O(p,$\alpha$pn) $^{11}$C-Reaktion. Die Bestimmung der $^{11}$CO-markierten Produkte wurde mittels Radiogas- und Radioflüssig-Chromatographie (HPLC) durchgefürt. In den gasförmigen H$_{2}$O-NH$_{3}$-Gemischen reagieren die $^{11}$C-Rückstoßatome bevorzugt mit H$_{2}$O-Molekülen unter $^{11}$CO-Bildung. Im unteren Dosisbereich ist $^{11}$CO das Primärprodukt mit einer radiochemischen Ausbeute von ca. 98 %. Oberhalb etwa 1 $\cdot$ 10$^{-2}$ eV/Molekül entstehen in zunehmendem Maße vor allem $^{11}$CH$_{4}$, $^{11}$CO$_{2}$ und $^{11}$CH$_{3}$NH$_{2}$ als Produkte der begleitenden Radiolyse. Während in reinem H$_{2}$O fast ausschließlich $^{11}$CO$_{2}$ gebildet wird, ensteht im H$_{2}$O-NH$_{3}$-System bei hohen Dosen bevorzugt $^{11}$CH$_{4}$ mitradiochemischen Ausbeuten bis zu 80 %. Der reduzierende Einfluß des NH$_{3}$-Anteils durch radiolytisch erzeugte H-Radikale bewirkt, daß bei einem NH$_{3}$-Molenbruch von 0.75 die radiochemische Ausbeute an $^{11}$CO$_{2}$ oberhalb einer Dosis von 0.1 eV/Molekül nur 1% bis 2% beträgt. [...]

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