Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-2199
Authors: Marosits, Edit
Title: Nanodiamanten in primitiven Meteoriten: Strukturuntersuchungen und Einfluss des Rückstoßes bei beta-Zerfällen
Online publication date: 1-Oct-2008
Language: german
Abstract: Im Rahmen dieser Arbeit wurden Untersuchungen zur Rückstoßeffekten, sowie Ausheizversuche zur Erforschung struktureller Veränderungen und Änderung der Edelgaskonzentrationen und Ausgasungsmuster in meteoritischen Nanodiamanten durchgeführt. In der ersten Versuchsserie wurden die durch prompte "?"-Strahlung bei Neutronenaktivierung von Brom in terrestrische Detonationsdiamanten und durch den "?" -Zerfall von 22Na in synthetischen und meteoritischen Diamanten verursachten Rückstoßverluste bestimmt. Diese wurden mit theoretischen Verlustwerten, berechnet mit Hilfe der SRIM-Software und der Korngrößenverteilung, verglichen. Im Fall der prompten "?"-Strahlung war der Unterschied signifikant. Hierzu können allerdings systematische Unsicherheiten in den gemessenen Verlusten, wie z.B. unbekannte Br-Verteilung innerhalb der Diamanten beigetragen haben. Die Ergebnisse des zweiten Versuchs bei kleineren Rückstoß-Energien, wie sie auch in der Natur vorkommen würden, zeigten dagegen keinen signifikanten Unterschied. Dies führt zu der Schlussfolgerung, dass weder das „Fehlen“ einiger in Supernovae Typ II gebildeter Radionuklide, wie 26Al, 44Ti, in den Diamanten noch die in einem für die Erklärung des Xe-H vorgeschlagenen Modell benötigte frühzeitige Trennung der Vorläuferkerne stabiler Xe-Isotope von den stabilen Xe-Isotopen durch Rückstoßverluste erklärt werden kann. In der zweiten Versuchsreihe wurden meteoritische Nanodiamantproben bei unterschiedlichen Temperaturen im Vakuum vorgeheizt und danach, um die Heizprodukte zu entfernen, chemisch behandelt. Bei allen Vorheiztemperaturen wurden zwiebelähnliche Strukturen registriert und auch in den nachbehandelten Proben wurden, bedingt durch die wegen Verklumpung der Proben eingeschränkte chemische Behandlung, neben Diamanten unveränderte, oder teilweise zerstörte Umwandlungsprodukte gefunden. Weiterhin wurden Edelgaskonzentrationen und Ausgasungsmuster gemessen, um die durch Vorheizen und chemische Behandlung bedingten Veränderungen im Vergleich zu den Original-Diamanten zu untersuchen. Ein unerwartetes Ergebnis dieser Untersuchungen war, dass die vorgeheizten und chemisch nachbehandelten Proben deutlich niedrigere Ausbeuten im Vergleich zu den nur vorgeheizten zeigten, was darauf hindeutete, dass die während des Vorheizens entstandenen Umwandlungsprodukte, wie z.B. zwiebelähnliche Strukturen, Edelgase zurückhalten konnten, die später (teilweise) durch chemische Behandlung entfernt wurden.
Two sets of experiments were carried out within the framework of this dissertation. The first concerned recoil loss due to "?"-decay in nanodiamonds. In one experiment terrestrial nanodiamonds with a Br content of 3 ppm were activated with thermal neutrons, the Br-activity of the diamonds was measured and the recoil loss due to prompt "?"-rays was calculated. The measured loss was compared to the loss calculated with the SRIM software using the also determined size distribution of diamonds. The nominal difference was found to be significant. However the systematic uncertainties including the unknown distribution of Br within the diamonds may have added to the difference. In a second experiment 22Na was implanted into terrestrial and meteoritic nanodiamonds and after sufficient decay time the 22Ne excesses were measured. The amount of implanted 22Na was determined by activity measurement. The inferred radiogenic 22Ne produced during the decay interval corrected for recoil losses –using again the SRIM software for calculating recoil ranges- did not differ significantly from the actually measured 22Ne. The results implicate that neither the “lack” of some radionuclides (e.g. 26Al, 44Ti) formed in Supernovae II, nor the fast separation needed in the model suggested for the Xe-H anomaly can be explained by recoil loss. In the second series of experiments the effect of pre-annealing of the meteoritic nanodiamonds on their microstructure and noble gas content and release pattern was examined. For this nanodiamonds were annealed at different temperatures and were chemically treated in order to remove heating products. Onions were found in the annealed samples at all temperatures. Intact and partly destroyed onions were also present in chemically treated samples, presumably because the chemical treatment had not been fully effective due to the formation of aggregates. An unexpected outcome of the noble gas measurements was the noble gas retention capacity of the heating products, as inferred from differences in gas content between heated and heated plus chemically treated samples.
DDC: 500 Naturwissenschaften
500 Natural sciences and mathematics
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-2199
URN: urn:nbn:de:hebis:77-17347
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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