Wissenschaftliche Berichte - FZKA 5818

Abstract

The overall procedure of the GALLEX-experiment for the measurement of solar neutri-nos was checked by an artificial neutrino source consisting of the nuclide ⁵¹Cr. A very high activity of this nuclide was produced by neutron-activation of 35.6 kg of metallic chromium enriched in ⁵⁰Cr to 38.6 %. It decays with a halflife of 27.7 days by electron capture emitting neutrinos of comparable energy to solar neutrinos.

For this check-experiment which was carried out twice, the activity of the ⁵¹Cr-source must be known as exactly as possible. The activity-determination was carried out inde-pendently by several groups of the GALLEX-collaboration using different methods. At FzK, two methods were applied: dissolution of samples of the irradiated chromium metal in 3 M sulfuric acid and -spectrometry of the 320 keV line of ⁵¹Cr; and, after almost complete decay of the ⁵¹Cr, determination of ⁵¹V, the stable decay product of ⁵¹Cr, by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES) and by Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). These methods are described.

The accuracy of -spectrometry (1.5 %) is somewhat better than that of atomic spec-troscopy ( 3.0 %). According to these measurements the activity of the second source (average of ⁵¹Cr- and V-measurements: 70.6 Pbq) turned out to be higher than that of the first source (64.6 Pbq) by 8.5 %. The results are discussed.

Bestimmung der Aktivität der ⁵¹Cr-Neutrinoquelle für das GALLEX-Experiment

Zusammenfassung

Es wurde ein Funktionstest des Gesamt-GALLEX-Experiments zur Messung der Son-nenneutrinos mit einer künstlichen Neutrinoquelle aus ⁵¹Cr durchgeführt. Eine sehr hohe Aktivität dieses Radionuklids wurde durch Neutronenaktivierung von 35.6 kg metalli-schen Chroms, das zu 38.6% an ⁵⁰Cr angereichert war, erhalten. Es zerfällt durch Elek-troneneinfang mit einer Halbwertszeit von 27.7 Tagen und emittiert dabei Neutrinos mit Energien, die denen der Sonne vergleichbar sind.

Für diesen Funktionstest, der zweimal durchgeführt wurde, muß die Aktivität der ⁵¹Cr-Quelle so genau wie möglich bekannt sein. Die Aktivitätsbestimmung wurde von mehre-ren Gruppen der GALLEX-Kollaboration unabhängig voneinander mit verschiedenen Methoden durchgeführt. Im FzK kamen zwei Methoden zur Anwendung: Auflösung des bestrahlten Chrom-Metalls in 3 M Schwefelsäure und einmal -Spektrometrie der 320 keV-Linie des ⁵¹Cr, sowie, nach fast vollständigem Zerfall des ⁵¹Cr, Bestimmung von ⁵¹V, dem stabilen Zerfallsprodukt von ⁵¹Cr, mittels ICP-AES (Atom-Emissionsspektro-skopie mit induktiv gekoppeltem Plasma) und AAS (Atom-Absorptionsspektroskopie). Diese Methoden werden beschrieben.

Die Genauigkeit der -Spektrometrie (1.5%) ist etwas besser als die der Atomspektro-skopie (3.0%). Die Aktivität der zweiten Quelle ergab sich mit 70.6 PBq um 8.5% höher als die der ersten Quelle (64.6 PBq) (Mittel aus ⁵¹Cr- und V-Bestimmungen). Die Ergeb-nisse werden diskutiert.