DE1949048A1 - Verfahren zum Herstellen von fluessigen Analysenproben fuer die Radiologie und Einrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens - Google Patents

Description

HÖGER - STELLRECHt-GRIESSBACH - HAECKER

15. August 1969

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

PACKARD INSTRUMENT COMPANY, INC. 2200 Warrenville Road, Downers Grove, Illinois 60515, U. S. A.

Verfahren zum Herstellen von flüssigen Analysenproben für die Radiologie und Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von flüssigen Analysenproben für die Radiologie, insbesondere mit radioaktiven Indikator- oder Leitisotopen, bei welchem aus einem gasförmige Oxide von Substanzen mit radioaktiven Isotopen enthaltenden Analysengas diese Oxide in. flüssiger Form- gewonnen werden, sowie eine Einrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens mit einer Einrichtung zum Erzeugen des Analysengases aus einer Materialprobe und einer Einrichtung zum Verflüssigen der in dem Analysengas

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enthaltenen gasförmigen Oxide.

In der medizinischen, biologischen und landwirtschaftlichen Forschung ist es häufig erforderlich, den Gehalt von organischen Materialproben an radioaktiven Isotopen, insbesondere an radioaktiven Indikator- oder Leitisotopen, wie Kohlenstoff-14, Tritium (Wasserstoff-3) oder Schwefel-35, zu bestimmen. Für gewöhnlich sind diese Materialproben in den üblichen flüssigen Szintillatorlösungsmitteln unlöslich. Aber selbst wenn diese Materialproben löslich sind, ist die Feststellung der auftretenden radioaktiven Strahlung durch Zählen bei Anwendung der Lösungsmethode wegen der Lichtabsorption oder -dämpfung durch die Anwesenheit von organischen Molekülen (chemische Dämpfung) oder anderen farbigen Materialien (Farbdämpfung) von geringer Leistungsfähigkeit und stark mit Fehlern behaftet. Da weiterhin die üblicherweise verwendeten radioaktiven Isotope, wie Kohlenstoff-14 und insbesondere Tritium, nur ein geringes Energieniveau aufweisen, kann nur ein kleiner Anteil der ausgestrahlten Beta-Teilchen den Szintillator erreichen, wem sin Teil der Materialprobe unlöslich ist.

Man 1st daher dazu übergegangen, die radioaktiven Substanzen in den Materialproben, beispielsweise durch Verbrennen, in gasförmige Oxide zu verwandeln und diese Oxide dann in flüssiger Form zu gewinnen. Theoretisch treten hierbei die vorgenannten. Schwierigkeiten nicht mehr auf, da die gasförmigen Oxide sich leicht in leistungsfähigen Szintillatorflüssigkeiten lösen und, wenn Überhaupt, nur eine sehr geringe Färb- oder chemische Dämpfung erwarten lassen.

Die bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen zum Durchführen einer Verbrennung von Materialproben mit radioaktiven Isotopen sowie zum Wiedergewinnen der Verbrennungsprodukte haben jedoch keine weltreichende Anwendung gefunden. So wird zwar in der Zeitschrift Anal. Chem. 32 (1960), Seite 1465 - 1468, ein Verbren-

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nungssystem mit einer Sauerstoffkette beschrieben, aber in der Zeitschrift Anal. Biochem. 1£ (1965), Seite 49 - 59, scharf kritisiert, weil es Beschränkungen bezüglich der Verbrennung einer Materialprobenreihe unterschiedlicher Materialmenge, Trockenheit und Radioaktivität aufweist. Der in der genannten zweiten Veröffentlichung beschriebene Röhren-Verbrennungsofen wiederum wurde im April 1969 in einem von Davidson et al. verfaßten Vortrag am Massachusetts Institute of Technology als allgemein sehr kompliziert und zeitraubend beschrieben.

Viele der Schwierigkeiten der bisher bekannten Systeme sind in

einem in den deutschen Patenten (Patentanmeldungen

P 17 73 434.8, P 17 51 349.4, P 17 69 369.5 und P 17 67 487.2)· der gleichen Anmelderin beschriebenen System auf ein Minimum reduziert oder beseitigt worden. Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, dieses System in ganz allgemein auf Systeme der eingangs genannten Art anwendbare Weise noch weiter zu verbessern.

Die Beschränkungen der bekannten Systeme liegen in dem Erfordernis begründet, sehr kleine Materialprobenmengen in der Größenordnung von 100 Milligramm oder sogar nur von einigen Nanogramm zu verarbeiten. Bei der Verbrennung von Materialproben, die Kohlenstoff-14, Tritium oder Schwefel-35 enthalten, ist die entstehende geringe Menge an radioaktivem Oxidgas nur schwer wiederzugewinnen. Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Verbrennung relativ kleiner Probenmengen die quantitative Wiedergewinnung der als Oxide anfallenden radioaktiven Isotope beträchtlich zu steigern.

Weitere Schwierigkeiten treten bei den bekannten Systemen auf, wenn die Materialprobe mehrere radioaktive Isotope enthält, beispielsweise, wenn sie mehrfach mit Indikatorisotopen markiert worden ist. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, in solchen Fällen die Trennung der einzelnen radioaktiven Isotope zu verbessern.

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Die bekannten Systeme weisen einen gewissen Speichereffekt auf, * der sich besonders bei kleinen Probenmengen unangenehm bemerkbar macht. Sie absorbieren radioaktive Isotope von Materialproben starker Aktivität an ihren Gefäßwänden und geben sie nur langsam ab, wodurch nachfolgende Materialproben mit geringerer Aktivität ganz erheblich verfälscht werden können.' In den beiden erwähnten Veröffentlichungen sind Verfahren vorgeschlagen worden, um den Einfluß dieses Speichereffektes zu mildern, die jedoch den Nachteil aufweisen, sehr zeitraubend zu sein. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den Speichereffekt solcher Systeme zu verringern, .ohne die Vorbereitungszeit für eine Materialprobe zu erhöhen und ein schnelles, einfaches und dennoch genaues Verfahren zum Anzeigen etwa zurückbehaltener Mengen an radioaktiven Iso- . topen sowie des Hintergrundrauschens zu schaffen.

Dies wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß dem Analysengas gasförmige Oxide der gleichen Substanzen mit nichtradioaktiven Isotopen beigefügt und die Mischung aus den Oxiden der Substanzen mit radioaktiven und denjenigen mit nichtradioaktiven Isotopen in flüssiger Form gewonnen wird» Wird bei einem solchen Verfahren zur Herstellung des Änalysengases eine Materialprobe mit mindestens einem oxidierbaren radioaktiven Isotop unter Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases verbrannt, so werden die Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen vorteilhafterweise bei der Verbrennung beigefügt, und zwar zumindest zu Beginn der Verbrennung· Hierdurch wird nicht nur die Wiedergewinnung der radioaktiven Isotope gesteigert und die Trennung von mehreren verschiedenen radioaktiven Isotopen verbessert, sondern auch die Neigung von Einrichtungen zum Durchführen dieser Verfahren zum Speichern von radioaktiven Isotopen an ihren Gefäßwänden verringert. Darüber hinaus wird durch sie die Möglichkeit geschaffen, durch Blindversuche solche zurückbehaltenen radioaktiven Isotope anzuzeigen.

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Die Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen werden vorteilhafterweise dem Analysengas in solchen Mengen beigefügt, daß sie einen Anteil von 1 bis 50 % und vorzugsweise einen solchen von 10 % an dem Analysengasgemisch haben.

Enthält die Materialprobe Kohlenstoff-14, Tritium oder Schwefel-35, so wird dem Analysengas vorzugsweise Kohlenmon- und/oder -dioxid, Wasserdampf bzw. Schwefeldioxid beigefügt. Wenn mehrere verschiedene radioaktive Isotope vorliegen, können alle ihnen entsprechenden Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen beigefügt werden. Einige Vorteile der Erfindung lassen sich jedoch bereits erzielen, wenn lediglich Oxide einer dieser Substanzen beigefügt werden, was . insbesondere für Wasser zutrifft.

Wie bereits erwähnt, bewirken verschiedene Substanzen eine Dämpfung der Szintillatorflüssigkeit. Um den Einfluß von solchen dieser Substanzen berücksichtigen zu können, die sich zwangsläufig oder erwünschterwrise im Analysengas befinden, zum Beispiel denjenigen von Wasser, werden Laboratoriumsnormale ihrer Dämpfung benötigt. Die Herstellung solcher Normale war bisher sehr schwierig, da umfangreiche Vorkehrungen getroffen werden mußten, um den atmosphärischen Sauerstoff, der ebenfalls eine wirkungsvolle Dämpfungssubstanz darstellt, von den Normalen auszuschließen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein besonders einfaches Verfahren zum Herstellen solcher durch atmosphärischen Sauerstoff nicht verunreinigten Normale zu schaffen. Dies wird nach einer ι weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß einem eine vorgegebene Menge eines als Radioaktivitätsnormai dienenden radioaktiven Isotops enthaltenden Analysengas ein vorbestimmtes ganzzahliges Vielfaches einer vorgegebenen Menge von Wasserdampf beigefügt wird,, Die vorgegebene Menge des als Radioaktivitätsnormal dienenden radioaktiven Isotops ka?V"> dabei auch der flüssigen Analysenprobe in flüssiger Form I; ji% -. füei:- verdesu

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Materialproben mit, beispielsweise durch unterschiedliche Probenmengen bedingten, unterschiedlichem Wassergehalt können können durch entsprechend unterschiedliche Wasserdämpfung der Szintillatorflüssigkeit abweichende Analysenergebnisse bewirken. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Wasserdämpfungen von Materialproben unterschiedlichen Wassergehaltes in einfacher Weise aneinander anzupassen. Dies wird nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß dem von einer Materialprobe, deren Wassergehalt kleiner ist als der größte bei einer Materialprobe vorkommende Wassergehalt, stammenden Analysengas etwa diejenige Menge an Wasserdampf beigefügt wird, die diese Materialprobe weniger abgibt als jene Materialprobe mit dem größten vorkommenden Wassergehalt.

Die verschiedenen Aufgaben der Erfindung werden in einer Einrichtung zum Durchführen des genannten Verfahrens der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Einrichtung zum Erzeugen des Analysengases und der Einrichtung zum Verflüssigen der Oxide eine Mischkammer vorgesehen ist, in welche neben dem Analysengas die gasförmigen Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen einleitbar sind. Wenn die Einrichtung zum Erzeugen des Analysengases la einer Verbrennungskammer angeordnet ist, sind die gasförmigen Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen vorteilhafterweise in die Verbrennungskammer einleitbar.

Nach einsr ,weiteren." Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung ist die Einrichtung zum Erzeugen des Analysengases ein Probenkarb star irafnähme der zu verbrennenden Materialprobe und erstrecken, sieli - die SeitenwSnäe äex Verbrennungskammer oberhalb.

disses Frobsakoröss derart aii.ftiärts und einwärts,, daß die Ver-

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in dieses Falle hat es sieh, als besonders ^: mfcarfeaife des Frobsßkorbes eine Swfüh-

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rung für das sauerstpffhaltige Gas und oberhalb des Probenkorbes in der Umgebung des unteren Randes der Verbrennungskammer Zuführungen für die gasförmigen Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen vorgesehen sind und daß diese Zuführungen derart angeordnet sind, daß sich überschüssiges, sauerstoffhaltiges Gas und/oder die gasförmigen Oxide mit·nichtradioaktiven Isotopen nicht vollständig mit dem Analysengas vermischen, sondern zwischen dem Gemisch mit dem Analysengas und den Seitenwänden der Verbrennungskammer eine die Berührung dieses Gemisches mit den Seitenwänden im wesentlichen verhindernde Schicht bilden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles einer Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung näher.beschrieben.

Figur 1 zeigt einen Teil einer Einrichtung zur Verwendung bei der Behandlung von Materialproben für Untersuchungen mit radioaltiven Leitisotopen· Solche Untersuchungen erstrecken sich beispielsweise auf die Stoffverteilung und die Stärke von Rückständen von Düngemitteln oder Drogen in Pflanzen und Tieren. Bei der Behandlung zwecks Zubereitung von Analysenproben wird eine Materialprobe des das radioaktive Leitisotop enthaltenden Ausgangsraaterials, beispielsweise eine Probe des pflanzlichen oder tierischen Stoffes, verbrannt, um den im Ausgangsmaterial enthaltenen Kohlenstoff in Kohlenstoffdioxid und den Hasserstoff in Wasser zu verwandeln. Anschließend wird das radioaktive Leitisotop aus den sich ergebenden Verbrennungsprodukten zurückgewonnen. Wenn beispielsweise als radioaktives Leitisotop C-14 verwendet wird, enthalten die Verbrennungsprodukte 14CO₂-GaS. Dient als Träger Tritium (H-3), so tritt bei der Verbrennung 3H₂O in Form von kondensier-. . - 8 -

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barem Dampf auf. Obwohl C-14 und H-3 die gebräuchlichsten Leitisotope sind, können auch eine Reihe anderer radioaktive Isotope verwendet werdenj beispielsweise S-35, das bei der Verbrennung in Sulfat umgewandelt wird.

Um Meßproben anzufertigen, die auf ihren Radioaktivitätsgehalt analysiert werden können, werden die Komponenten, welche die Leitisotope enthalten, aus den Verbrennungsprodukten wiedergewonnen und von allen anderen darin enthaltenen Materialien getrennt, die bei der Radioaktivitätsbestiirmung störend wirken könnten. Beispielsweise wird 3Η,0 durch ein Abkühlen der Verbrennungsprodukte und eine Kondensation der darin enthaltenen Dämpfe, einschließlich dem 3H^O, gewonnen, und anschließend werden die kondensierten Dämpfe von den verbleibenden Gasen getrennt. 14CO^ kann auch durch Kondensation oder Ausfrieren bei extrem niedrigen Temperaturen gewonnen werden, beispielsweise durch die Anwendung von flüssigem Stickstoff. Es ist jedoch geläufiger, 14CO₂ mit einem flüssigen Bindestoff, wie Xthanolamin, in Reaktion zu bringen. Das Reaktionsprodukt wird dann aufgefangen und mit einem flüssigen Szintillator zu einer Meßprobe gemischt, die bei der Durchführung einer Radioaktivitätsbestimmung verwendet werden kann.

Bei der in Figur 1 dargestellten Einrichtung wird die zu verbrennende Materialprobe in einem Probenkorb 10 angeordnet, der einen Teil eines elektrischen Zündsystems darstellt und außerdem als Katalysator für eine wirkungsvolle Verbrennung der in ihm e'nthaltenen Materialprobe dient. Der Probenkorb 10 ist zweckmäßig aus Platin oder einer Platin-Rhodium-Legierung gefertigt, so daß er sowohl als elektrischer Widerstand in einem Zündsystem als auch als Katalysator beim Verbrennen der Probe dienen kann. Von einer Tragplatte 13 erstrecken sich zwei elektrische Leiter 11 und 12 nach oben und halten den Probenkorb IO an seinem unteren und an seinem oberen Ende. Sie bilden gleichzeitig elektrische Anschlüsse

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am Probenkorb 10, die ihn mit einem elektrischen Zündsystem ver binden. Die Leiter 11 und 12 verlaufen in vertikaler Richtung durch die Tragplatte 13 hindurch nach unten und enden in unterhalb der Tragplatte 13 angeordneten Verbindungsstiften.

Um das aufeinanderfolgende Einbringen von Materialproben zu erleichtern, ist die Tragplatte 13 auf der Oberseite einer kleinen Plattform 14 angebracht, die ihrerseits auf das Ende einer Kolbenstange 15 eines pneumatisch betätigten Kolbens aufgeschraubt ist. Zum Einbringen einer Materialprobe in den Probenkorb 10 wird der Kolben mit seiner Kolbenstange 15 in einen Druckluftzylinder 16 eingeschoben, wodurch der Probenkorb 10 durch eine öffnung 17 im Boden einer Verbrennungskammer 18 hindurch nach außen bewegt wird. Die Materialprobe läßt sich nun in den Probenkorb 10 einbringen, anschließend wird der Druckluftzylinder 16 in umgekehrtem Sinne betätigt und dadurch der Kolben mit der Kolbenstange 15 zum Einschieben des Probenkorbes 10 durch die öffnung 17 in die Verbrennungskammer 18 bewegt. Beim Eintauchen der Plattform 14 in die öffnung 17 kommt ein in einer Nut am Außenrand der Plattform 14 angeordneter Dichtungsring 19 zur Anlage gegen die geneigten Wände der öffnung 17 und gewährleistet einen gasdichten Verschluß dieser öffnung, wie aus der Figur 1 ersichtlich ist.

Zum Entzünden einer im Probenkorb 10 untergebrachten Probe nach dem Einbringen des Probenkorbes 10 in die Verbrennungskammer 18 werden die von der Tragplatte 13 abstehenden Verbindungsstecker in zugeordnete elektrische Steckbuchsen 20 auf der Oberseite der Plattform 14 eingesetzt. Die Steckbuchsen 20 sind ihrerseits mit einem elektrischen Zündkreis verbunden, der eine Stromquelle, beispielsweise eine Batterie 21, und einen Zündschalter 22 aufweist, mit dessen Hilfe eine elektrische Spannung an den Probenkorb 10 gelegt werden kann» Der Probenkerb 10 wirkt als Wideretandsheizelement im Zündsystem♦ 3urr< KntzGnden der Material- -_o

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probe braucht also nur der Schalter 22 geschlossen zu werden, der nach dem Einleiten des Verbrennungsvorganges wieder geöffnet werden kann.

Zur Zuführung des für die Verbrennung benötigten Sauerstoffes wird reiner Sauerstoff über ein Ventil 23, ein Dosiergerät 24 und ein Paar ineinander mündende DurchlaßkänäIe 25 und 26 in der Plattform 14 und der Tragplatte 13 hindurch in die Verbrennungskammer 18 geleitet. Der Gasauslaßkanal 26 in der Tragplatte 13 ist direkt unterhalb der Mitte des Probenkorbes 10 angeordnet, so daß der Sauerstoff direkt in die Verbrennungszone hineingeleitet wird. Die Stärke der Sauerstoffzufuhr läßt sich mit Hilfe des Ventils 23 und des Dosiergerätes 24 auf eine Stärke einstellen, die etwas oberhalb des Wertes liegt, der zur Aufrechterhaltung der Verbrennung der im Probenkorb 10 angeordneten Probe erforderlich ist. Damit ist ein leichter SauerstoffÜberschuß in der Verbrennungskammer 18 gewährleistet. Folglich befindet sich im allgemeinen eine relativ dünne Schicht einer sauerstoffreichen Atmosphäre zwischen der Verbrennungsflamme und den Innenwänden der Verbrennungskammer 18, welche Schicht in Figur 1 durch Pfeile angedeutet ist. Der überschüssige Sauerstoff steigt durch die Verbrennungskammer nach oben und wird zusammen mit den Verbrennungsprodukten durch einen seitlichen Auslaß 27 an der Spitze der Verbrennungskammer 18 abgeführt.

Die Verbrennungskammrr 18 1st an ihrem oberen Ende offen, und ihre Seitenwände sind nach oben hin oberhalb des Probenkorbes nach einwärts geneigt, so daß der Querschnitt der Verbrennungskammer IS eüv?& die Form der Flamme der brennenden Materialprobe hat. Dadurch wird das Volumen der sauerstoffreichen Atmosphäre ruTid um eiie Flosse auf eines minimalen Wert gehalten. -Die Wände der ^erj-reimyaiiiSkommer Ik- sind vorgewärmt, so das die Wandtem- £ -JJiT "j- s c&GLL^rCL· Ä:·!; E:. julens a ti ons temperatur der Dämpfe bleibt,,

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die in den Verbrennungsprodukten enthalten sind. Bei dieser Ausbildung der Vorrichtung werden die Verbrennungsprodukte direkt in den Auslaß 27 befördert, wobei die aufsteigende Schicht von sauerstoffreicher Atmosphäre entlang der Kammerwände die Tendenz hat, die Verbrennungsprodukte von einer Berührung mit den Seitenwänden zu isolieren. Außerdem verbleiben Verbrennungsprodukte, die dennoch mit den Kammerwänden in Berührung gekommen sind, auch während der Anfangsphase der Verbrennung in ihrem gasförmigen Zustand, da die Härme vorgewärmt und auf einer oberhalb der Kondensationstemperatur liegenden Temperatur gehalten sind. So verlaufen bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Verbrennungskammer die Wände der Verbrennungskammer 18 am Probenkorb 10 vorbei vertikal nach oben und sind dann oberhalb des Probenkorbs 10 nach einwärts geneigt, so daß die Wandung etwa die Form der mit. unterbrochenen Linien eingezeichneten Flamme annimmt. Rund um die Verbrennungskammer 18 ist ein zylindrisches Gefäß 30 angeordnet, das mit der Außenwand der Verbrennungskammer 18 einen ringförmigen Raum begrenzt, in welchen eine vorerwärmte Flüssigkeit eingebracht werden kann. Zum Zentrieren der Verbrennungskammer 18 innerhalb des Gefäßes 30 greift in das obere Ende der Verbrennungskammer 18 eine an dem Gefäß 30 befestigte Lagerung 31 ein, während das untere Ende der Verbrennungskammer 18 in einen entsprechenden Halter an der Bodenwand des Gefäßes 30 eingepaßt ist.

Vor dem Entzünden der in dem Probenkorb 10 eingebrachten Materialprobe wird die in dem Ringraum zwischen der Verbrennungskammer 18 und dem Gefäß 30 vorhandene Flüssigkeit mit Hilfe einer am unteren Ende des Ringraumes angebrachten Heizwindung 32 erwärmt. Die Flüssigkeit verteilt diese Wärme über die ganze Wandung der Verbrennungskammer 18, so daß diese Wandung gleichmäßig auf eine Tempe-

ratur erwärmt ist, die oberhalb der Kondensationstemperatur der in den erzeugten Verbrennungsprodukten enthaltenen Dämpfe liegt.

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Es hat sich gezeigt, daß das Vorwärmen der Verbrennungswände auch während des Zündvorganges, um die Verbrennungsprodukte in ihrem gasförmigen Zustand zu halten, in Verbindung mit der Flammenform der Kammer eine gleichmäßige Abführung der Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskammer erlaubt, und zwar so wirkungs-' voll, daß an den Kammerwänden praktisch kein Rückstand von niedergeschlagenen Verbrennungsprodukten vorhanden ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird auch eine Kondensation innerhalb des Auslaßteiles 27 der Verbrennungskammer 18 vermieden, da der Auslaßteil 27 ebenfalls von der vorerwärmten Flüssigkeit im Ringraum zwischen der Verbrennungskammer 18 und dem Gefäß 31 umgeben ist.

Nach der Erfindung werden in das System gasförmige Oxide von mindestens einer nichtradioaktiven Substanz eingeführt, welche ein Isotop einer der in der Materialprobe enthaltenen radioaktiven Substanzen ist. Wenn zum Beispiel die Materialprobe Kohlenstoff-14 und Tritium enthält, wird entweder Kohlendioxid oder Wasser oder beide Stoffe in das System nach der Erfindung eingeführt. Das Wasser kann sowohl in flüssigem als auch in gasförmigem Zustand verwendet werden. Bei den in dem Gefäß 30 herrschenden Temperaturen von ι
dampf vor.

türen von etwa 200° C liegt das Wasser jedoch stets als Wasser-

Wenn in der Anordnung nach Figur % Wasser eingeführt werden soll, wird über eine handbetätigte, federbelastete Kolbenpumpe 1Ol über eine Rohrleitung 102 und ein Absperrventil 104 von einer abgeschlossenen Wasserflasche 1O5 flüssiges Wasser angesaugt. Die Kolbenpumpe 1Ol drückt dieses Wasser durch ein übliches Absperrventil 106 und eine Rohrleitung 108 durch einen Umgebungstemperatur-Vorwärmer 109, der in dem Gefäß 30 angeordnet ist. In dem Vorwärmer 109 wird das Wasser verdampft und der entstehende überhitzte Wasserdampf wird über eine Rohrleitung HO und in der ge-

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zeigten Weise über einen geeigneten Einlaß in das Innere der Verbrennungskammer 18 eingeführt.

Wie sich herausgestellt hat, ist für die Kolbenpumpe 101 ein Kolbenhub von etwa 70 Millilitern sehr geeignet. Für verschiedene Anwendungen sind eine oder mehrere Betätigungen der Kolbenpumpe 101 für die Verbrennung einer Materialprobe in der Verbrennungskammer 18 erforderlich.

Für bestimmte Zwecke und insbesondere, wenn die Materialprobe nur klein ist und Kohlenstoff-14 analysiert werden soll, kann durch eine dem Wassereinführungssystem ähnliche Einrichtung nichtradioaktives Kohlenstoffdioxid in die Verbrennungskammer 18 eingeführt werden. Hierzu ist über eine Rohrleitung 112 ein Vierwegeventil 111 an einen Kohlenstoffdioxidbehälter angeschlossen. Zwei Ausgänge des Vierwegeventils 111 sind zu einer Probenschleife 113 verbunden. Der dritte Ausgang führt über eine Rohrleitung 114 zu der Verbrennungskammer 18 und-mündet in der Umgebung des Auslasses der Rohrleitung 110. Wenn der Hahn des Vierwegeventils 111 in seiner "Neun-Uhr-Stellung" ist, wird in der Probenschleife 113 Kohlenstoffdioxidgas gesammelt, welches unter einem Druck steht, der höher ist als derjenige in der Verbrennungskammer 18. Wenn dieser Hahn dann um 27O° im Uhrzeigersinn in seine "Viertel-Nach-Sechs-Uhr-Stellung* gedreht wird, entweicht das gesammelte Kohlenstoffdioxid in die Verbrennungskammer 18.

Sowohl das Wasser als auch das Kohlenstoffdioxid wird vorteilhafterweise zu Beginn der Verbrennung beigefügt und vorzugsweise gleichzeitig mit dem Einschalten des Heiastromes für den Probenkbrb 10. Der Zeitpunkt hierfür muß zwar nicht sehr genau gewählt werden, aber die Einführung des Wassers oder des Kohlenstoffdioxids sollte so nahe beim Beginn der Verbrennung erfolgen, ..

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daß die nichtradioaktiven Gase sich bereits mit den bei der Entzündung der Materialprobe bildenden Verbrennungsprodukte gut vermischen.

Die Menge des dem System über die Kolbenpumpe 101 oder das Vierwegeventil 111 zugeführten Wassers oder auch Kohlenstoffdioxids hängt von der Probengröße und von dem Zweck ab, für welchen das Wasser und auch das Kohlenstoffdioxid benötigt wird. Für den Fall der Zufügung von Wasser wird bereits mit einer einzigen Injektion von 70 Milligramm flüssigem Wasser in ein System mit einer Gasgeschwindigkeit von ungefähr 0,1 bis 4 Liter pro Minute eine bedeutende Steigerung der Wiedergewinnung von Tritiumoxid und der Unterdrückung des Speichereffektes erzielt. Das gesamte Volumen des für die Steigerung der Wiedergewinnung der radioaktiven Isotope und der Unterdrückung des Speichereffektes verwendeten Wasserdampfes beträgt somit 1 bis 50 % und vorzugsweise 10 % des Volumens des aus der Verbrennungskammer 18 austretenden Gasstromes. Falls eine einzige Injektion keine ausreichende Trennung oder Speichereffektunterdrückung ergibt, reicht für gewöhnlich eine unmittelbar daran anschließende zweite Injektion aus. Wenn erforderlich, kann aber auch während der ganzen Verbrennung eine fortlaufende Zuftigung durchgeführt werden.

Wenn nur Tritium wiedergewonnen werden soll, kann das System zur Einfügung von Kohlenstoff dioxid weggelassen werden, so daß nur eine Wasserinjektion verwendet wird. Das Tritium, das bisher nur sehr schwierig wiederzugewinnen und zu analysieren war, wird fast vollständig wiedergewonnen, wenn Wasser in das Verbrennungssystem injiziert wird.

Pie Verwenämg ^X:mn Wasserdampf ,oder eines ähnlichen gasförmigen Oxids weist nodh ei.aa Reihe weiterer Vorteile auf«, Obwohl der

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Speichereffekt durch die Verwendung von Wasser beträchtlich reduziert wird, erzeugt doch gelegentlich eine Materialprobe mit ungewöhnlich großer Aktivität noch eine Zeitlang nach ihrer Verbrennung ein hohes Hintergrundsrauschen. Wenn dieser Fall eintritt, ist es wünschenswert festzustellen, wann das Hintergrundrauschen durch ausreichende Wiederfreimachung der absorbierten . radioaktiven Isotope genügend reduziert worden ist. Zum Prüfen oder Messen des Speichereffektes oder des Hintergrundrauschens wird eine simulierte Verbrennung durchgeführt, bei welcher in der Verbrennungskammer 18 keine Materialprobe anwesend ist. Somit werden in der flüssigen Analysenprobe lediglich das von der Kolbenpumpe 101 eingeführte Wasser und die wiederfreigemachten Verunreinigungen wiedergewonnen. Die Radioaktivität dieser Materialprobe stellt dann ein Maß für das Hintergrundrauschen oder den Speichereffekt dar· Sollte dieses zu hoch sein, so kann es in einfacher Weise durch eine oder mehrere zusätzliche simulierte Verbrennungen mit je einigen WasserInjektionen reduziert werden.

Weiterhin liefert die Wassereinspritzung durch eine Pumpeι die eine vorbestimmte feste Wassermenge abgibt, ein bequemes Verfahren zum Herstellen einer Reihe von Dämpfungsnormalen. Wie bereits erwähnt, dämpft Wasser die meisten Szintillatorflüssigkeiten. Um diese Dämpfung berücksichtigen zu können, benötigt der Analysator eine Reihe von Laboratoriumsnormalen, die alle die gleiche Menge eines Radioaktfvitätsnonaales aber verschiedene Wassermengen aufweisen. Bisher konnten solche nur »it !fässer gedämpften Normalreihen nur sehr schwierig hergestellt werden, und es war fast nicht zu vermeiden, daß die Probenflaschen durch atmosphärischen Sauerstoff, der selbst ein wirksames Dämpfungsmittel ist, verunreinigt wurden. Mit dem hier beschriebenen Wasserinjektionssystem kann eine solche Dämpfungsnormalreihe in sehr einfacher Weise da-^ durch hergestellt werden, daß jeweils ein Verbrennungsschritt

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ohne Materialprobe durchgeführt wird und fortlaufend steigende Anzahlen von 70 Milligramm enge von Wasser beigefügt werden. Auf diese Weise können flüssige Dämpfungsnormale, die einen Szintillator, ein Radioaktivitätsnormal und genau definierte Mengen des Dämpfungsmittels enthalten, in wenigen Minuten hergestellt werden. ■

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Wasserinjektion vorteilhaft für die Anpassung der Wasserdämpfung bei aus wasserstöffhaltigen Materialproben unterschiedlicher Größe gewonnenen Analysenproben angewendet werden. Wenn zum Beispiel eine Materialprobe größer ist als die andere, wird bei ihr die Zählausbeute geringer sein, da ihr höherer Wassergehalt eine zusätzliche Dämpfung des Szintillators bewirkt. Zur Anpassung der Wasserdämpfung der beiden Proben wird daher bei der Verbrennung der kleineren der beiden Proben durch die Kolbenpumpe 101 eine Wassermenge beigefügt, welche ungefähr der von der größeren Materialprobe zusätzlich abgegebenen Wassermenge entspricht, so daß die gesamte Wassermenge in beiden Analysenproben ungefähr die gleiche ist und die Wasserdämpfungen und damit auch die Zählausbeuten aneinander angeglichen sind.

Da sich das injizierte Wasser und Kohlenstoffdioxid mit den Verbrennungsproduktön vermischt und mit diesen durch das Wiedergewinnungssystem geführt wird, braucht in der folgenden Beschreibung zwischen den Oxiden radioaktiver und nichtradioaktiver Substanzen kein Unterschied gemacht zu werden.

Eine besonders wichtige Anwendung findet die Erfindung bei der Verbesserung der Trennung verschiedener radioaktiver Isotope, wenn Analysenproben von mehrfach markierten Materialproben hergestellt werden, zum Beispiel von solchen, die sowohl Kohlenstoff -14 als auch Tritium enthalten. Wie im folgenden näher be-

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schrieben wird, ist das Wiedergewinnungssystem so ausgelegt, daß es das Wasser in einer Probenphiole 51 und das Kohlenstoffdioxid als Carbamat in einer Probenflasche 72 auffängt* Es ist jedoch unvermeidlich, daß auch etwas Kohlenstoffdioxid in dem Wasser der Probenphiole 51 absorbiert ist und sich umgekehrt in der Probenphiole 72 für das Kohlenstoffdioxid etwas Wasser ansammelt. Wenn die Mengen von markiertem Wasser und Kohlenstoffdioxid in der Materialprobe sehr klein sind, können die Verluste an markierten Oxiden durch Ansammlung in der falschen Probenphiole sehr bedeutsam werden. Wenn jedoch^nach der Erfindung Wasser injiziert wird, ist zwar die absolute Menge von Wasser und Tritiumoxid, . das in die falsche Probenphiole gelangt, konstant, da aber nun mehr Wasser vorhanden ist, wird die relative Menge des in der Probenphiole für das Wasser gesammelten Wassers, und insbesondere des markierten Wassers entsprechend erhöht. Mit anderen Worten wird hierdurch in der zugeordneten Probenphiole 51 ein größerer Anteil an markiertem Wasser gesammelt. Die Trennung der markierten Gase wird somit beträchtlich erhöht, so daß praktisch das ganze Tritium in der Materialprobe in der Probenphiole 51 für das Wasser aufgefangen wird.

Bfc*m Vorliegen doppelt markierter Materialproben kann die Trennung durch Vermehren der Verbrennungsprodukte durch Wasser und durch Kohlenstoffdioxid noch weiter verbessert werden« Hierdurch wird mehr Wasser und Tritiumoxid und mehr Kohlenstoffdioxid und Kohlenstoff-14-dioxid in das Wiedergewinnungssystem eingegeben, so daß jedes markierte Isotop zu einem noch größeren Anteil an seiner ursprünglichen Menge in seiner zugehörigen Probenphiole aufgefangen wird.

Wenn die aueströmenden Gase den Auslaß 27 verlassen, gelangen sie in eine Rohrleitung 34, die isoliert ist« um das hindurchtretende

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Fließmedium in seinem gasförmigen Zustand zu halten. In dem dargestellten Beispiel ist die Rohrleitung 34 doppelwandig mit einer metallischen Innenauskleidung und einer isolierenden Aussenhaut aufgebaut, um Wärmeverluste zu verringern. Von der Rohrleitung 34 gelangen die ausströmenden gasförmigen Verbrennungsprodukte über ein T-Verbindungsstück 4O in einen Wärmetauscher 41 zum Kühlen der Verbrennungsprodukte und zum Kondensieren der darin enthaltenen Dämpfe. Der Wärmetauscher weist einen Innenkörper 42 auf, der einen Flüssigkeitsdurchlaß bildet/und zur Aufnahme der Verbrennungsprodukte aus der Rohrleitung 34 dient« Der Innenkörper ist von einem Außenmantel 43 umgeben, der mit ihm einen Ringraum begrenzt, der zur Aufnahme einer Kühlflüssigkeit dient, um die Wände des Innenkörpers auf einer Temperatur zu halten, die mindestens so tief liegt, wie die Kondensationstemperatur der den Innenkörper durchströmenden Dämpfe. Wenn das radioaktive Leitisotop die Form eines k'ondensierbaren Dampfes hat, wie beispielsweise 3H₂O, bewirkt der Wärmetauscher 42 eine Umwandlung des Leitisotops vom Dampfzustand in den flüssigen Zustand. In Fällen, in denen das radioaktive Leitisotop in Gasform auftritt, das beispielsweise mit einem Bindestoff zur Reaktion gebracht werden muß, dient der Wärmetauscher 41 dazu, die kondensierbaren Dämpfe von dem gasförmigenLeitisötop zu trennen, bevor das Leitisotop mit dem Bindestoff zur Reaktion gebracht wird«

Der Durchgangsweg des Wärmetauschers für das Fließmedium ist aus einem wärmeleitenden Material gefertigt, das einen laminaren Fluß der hindurchgeführten Gase und Dämpfe bei nichterfolger«der Kondensation gewährleistet, und der Querschnitt des Durchgangswegs für das Fließmedium ist mindestens in einer Richtung zur Fließrichtung des Fließmediums ausreichend klein gehalten j um e&».e Kapillarwirkung auf die im Durchlaßweg

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kondensierte Flüssigkeit zu erzielen. Der Innenkörper 42 ist hler als geradliniges dünnwandiges Metallrohr ausgebildet, das einen Innendurchmesser von ungefähr 1,2 mm bei einer Wanddicke von ungefähr 0,1 mm und einer Länge von ungefähr 125 mm aufweist. Obgleich sowohl das Volumen als auch der eine Härmeübertragung bewirkende Oberflächenbereich eines solchen Rohres offensichtlich sehr klein sind, hat sich herausgestellt, daß ein derartiger Wärmetauscher ausreicht, die Temperatur der Verbrennungsgase auf die Kondensationstemperatur mit einem solchen Wirkungsgrad zu vermindern, daß nahezu 1OO % der kondensierbaren Dämpfe am Auslaßende des Wärmetauschers in flüssiger Form gewonnen werden können. Darüber hinaus läßt sich der Wärmeaustausch ohne das Auftreten eines großen Rückstaues oder anderen Nebenwirkungen erzielen, welche das Ausströmen der Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskammer unmittelbar vor dem Einlaß des Wärmetauschers verhindern könnten.

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Obwohl dieser Gesichtspunkt des vorliegenden Systemes nicht auf eine besondere Theorie beschränkt warden soll, sei hier bemerkt, daß angenommen wird, daß der Durehgangsweg für das Fließmedium eine Tröpfchenbildung von flüssigem Kondensat entlang der Wände des Durchlaßweges verursacht und dadurch extrem günstige Wärmeübertragungsbedingungen schafft. Diese tröplshenweise Kondensation kann der Kapillarnatur des Durchlaßweges zugeschrieben werden. Wenn der Durchlaßkanal für das Fließmedium wie beim Ausführungsbeispiel rohrförmig ist, läßt sich an seinem Eingang ein pulsierender Druck feststellen, von welchem angenommen wird, daß er auf die tropfenweise Kondensation zurückzuführen ist. Der Durchlaßkanal für das Fließmedium braucht nicht rohrförmig zu sein, er kann beispielsweise die Form eines schmalen Schlitzes aufweisen, da eine' Kapillarwirkung immer dann auftritt, wenn die Oberfläche einer Flüssigkeit an der Berührungsstelle mit einem festen Körper durch die relative Anziehung der Flüssigkeitsmoleküle untereinander und durch die Moleküle des festen Körpers angehoben wird.

Mit dem Auslaßende des Wärmetauschers ist eine Trennvorrichtung verbunden, welche die Verbrennungsprodukte einschließlich der kondensierten Dämpfe auf dem Wärmetauscher empfängt und die kondensierten Dämpfe von den restlichen gasförmigen Produkten trennt. Mitder Verbrennungskammer ist eine Steueroder Regeleinrichtung gekoppelt', welche die Sauerstoffzufuhr einstellt und die Zufuhr eines inerten Gases in die Verbrennungskammer bewirkt, sobald äie Verbrennung einer Probe beendet ist, um damit eventuelle Reste von Verbrennungsprodukten aus der Brennkammer hinaus und durch den Wärmetauscher hindurch in die Trennvorrichtung zu führen. So ist bei ,der

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dargestellten Einrichtung ein elastisches Verbindungsstück 50 am unteren Ende des Wärmetauschers 41 vorgesehen, mit welchem der Auslaß des einen Durchlaßweg bildenden Innenkörpers 42 des Wärmetauschers mit einer üblichen Meßproben - oder Zählphiole 51 verbunden ist. Die Phiole 51 ruht auf einer Platte 52, die in Richtung auf das Verbindungsstück 50 mittels einer Feder 53 vorgespannt ist, um rund über den oberen Rand der Phiole eine gasdichte Abdichtung zu gewährleisten. Wenn die Verbrennungsprodukte aus dem unteren Ende des Wärmetauschers 41 ausströmen, fließen sie nach unten in die Phiole 511 so daß die Flüssigkeit infolge der Schwerkraft in der Phiole zurückbleibt, während die Gase durch einen im elastischen Verbindungsstück 50 ausgebildeten Auslaßkanal 54 weiterströmen.

Wenn .3ie Verbrennung einer Probe beendet ist, wird das Ventil 23 geschlossen, um die Sauerstoffzufuhr in die Verbrennungskammer zu beenden. Dann wird ein Ventil 60 geöffnet, um ein inertes Gas,wie Stickstoff, über das gleiche Dosiergerät 24 und die Durchlaßkanäle 25 und 26, die vorher zur Zuführung des Sauerstoffes gedient haben, in die Verbrennungskammer zu leiten. Dieses inerte Gas, das unter leichtem Druck zugeführt wird, strömt durch die Verbrennungskammer 18 nach oben und reinigt so die Kammer von jedem Rest an Verbrennungsprodukt und strömt weiter durch den Kammerauslaß 271 die Rohrleitung 34 und den Wärmetauscher 41. Das gesamte System von der Verbrennungskammer 18 bis zu der Phiole 51 wird' also nach jeder Probenver- ) brennung sofort von allen gasförmigen Verbrennungsprodukten gesäubert. Das Reinigungsgas hat auch die Neigung, Reste von flüssigem Kondensat aus dem Wärmetauscher zu entfernen. Da das inerte Reinigungsgas aus dem Wärmetauscher 41 in den obeeen Raum ' der Probenphiole 51.ausströmt, die als ein Seil der Flüssigkeit- ] Gras-Trennvorrichtung dient, kann es auch dazu verwendet werden, i

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Sauerstoff aus dem oberen Raum der Phiole auszutreiben, um eine Dämpfungswirkung dieses Sauerstoffes während der Analyse der gewonnenen Meßprobe auf Radioaktivität zu vermeiden. Wenn also die Probenphiole 51 von dem elastischen Verbindungsstück 50 gelöst wird, um die Phiole mit einer Abdeckkappe zu verschließen, kann der Hans der Phiole zunächst direkt unter dem Einfluß des aus dem Verbindungsstück 50 ausströmenden Stickstoffes verbleiben, indem einfach die Phiole seitlich geneigt wird, so daß der Stickstoff den oberen Raum der Phiole reinigt und von dort jeden Sauerstoffrückstand in die Atmosphäre austreibt. Dies ist ein wesentlicher Punkt, da Sauerstoff eine starke Dämpfungswirkung hat und die Radioaktivitätsmessung stört, die durch eine bei der Flüssigkeitsszintillation angewandte Zähltechnik durchgeführt wird, sofern nicht gewisse Vorkehrungen getroffen werden, mit denen der Einfluß des Dämpfungsmittels kompensiert werden kann. Es sind zwar bereits andere Methoden zur Kompensation solcher Dämpfunngseffekte bekannt, doch komplizieren diese den Vorgang der Radioaktivitätsmessung beträchtlich.

Nach der Eeinigung der Verbrennungskammer und des Wärmetauschers wird der Zustrom des inerten Reinigungsgases durch Schließen eines Ventils 60 beendet und der Einlaß des Wärmetauschers 41 kann anschließend an ein Paar von Flüssigkeitsversorgungssystemen angeschlossen werden, die in der Zeichnung mit den Bezugsziffern 61 und 62 bezeichnet sind. Das erste Versorgungssystem 6-1 weist eisen Versorgungsbehälter 63 auf, der ein flüssiges Lösungsmittel einer solchen Art enthält, wie sie üblicherweise bei der Behandlung von Proben verwendet wird, die Temperaturen unter dem Gefrierpunkt unterworfen werden sollen, um · so die Probe in einem flüssigen Zustand zu halten. Das erste PlÜssigkeitsversorgungsayß^em 61 wird bei der Behandlung von

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Proben, die auf !Temperaturen über dem Gefrierpunkt gehalten werden sollen, normalerweise nicht verwendet. In dem System 61 wird ein inertes Gas, wie zum Beispiel Stickstoff, in den oberen Raum des Versorgungsbehälters 63 unter leichten Druck eingeführt, so daß das flüssige Lösungsmittel durch ein Ventil 64 in einen Meßverteiler 65 gedrückt wird, der einen beweglichen Kolben 65a aufweist. Solangedas Ventil 64 in der aus Pig. ersichtlichen Stellung ist, bleibt der Kolben 65a im Meßverteiler 65 in seiner in Fig. 1 dargestellten Stellung, und es fließt keine Flüssigkeit aus dem Verteiler, da dessen Auslaß verschlossen ist. Wenn jedoch das Ventil 64 um 90° in seine zweite Stellung verdreht wird, zwingt der Druck der aus dem Versorgungsbehälter 63 gelieferten Flüssigkeit den Kolben 65a in Fig. 1 nach links, bis er eine vorgewählte Haltestellung erreicht und dadurch eine vorgewählte Flüssigkeitsmenge durch das Ventil 64 und das !-Verbindungsstück 40 hindurch in den Wärmetauscher 41 befördert. Wenn der Kolben 65a sich nach links bewegt, wird die Flüssigkeit im Verteiler 65 an dessen in der Zeichnung rechten Ende kontinuierlich ergänzt. Wenn also die abgemessene Menge an Lösungsmittel abgegeben worden ist, ist das System wieder bereit, die gleiche vorgewählte Menge an Flüssigkeit abzugebenι sobald das Ventil 64 wieder um 90° gedreht wird. Dabei wird der Kolben 6£a während aufeinanderfolgender Ausgabeschritte abwechselnd nach links und nach rechts bewegt.

Das zweite Flüssigkeitsversorgungssystem 62 dient mir Lieferung einer vorbestimmten Menge von Szintilla/fcorflüssigkeit in den Wärmetauscher 41· Die Abgabe erfolgt in gleicher Weise wie vorstehend im Zusammenhang Bit dem Versorgungssystem 61 beschrieben worden ist. Die Szintillatorflüssigkeit wird also aus einem Versorgungsbehälter 66 über ein Vierwegeventil 67 in einen Meß-

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verteiler 68 befördert und abwechselnd an entgegengesetzten Enden des Verteilers durch aufeinanderfolgende 90°-Drehungen des Ventils 67 abgegeben. Aus dem Ventil 67 gelangt die Flüssigkeit in das T-Verbindungsstück 40 und weiter abwärts durch den Wärmetauscher 41 in die Phiole 51.

Um zu gewährleisten, daß die gesamte, dem 0?-Verbindungsstück 40 aus den Flüssigkeitsversorgurigssystemen 61 und 62 zugeführte Flüssigkeit durch den Wärmetauscher 41 nach unten fließt, kann in der Rohrleitung 34 eine nicht dargestellte Einschnürung vorgesehen sein, mit welcher verhindert wird, daß Flüssigkeit aus dem T-Verbindungsstück 40 zurück in die Rohrleitung 34 fließen kann. Die von den Systemen 61 und 62 gelieferten Flüssigkeitsmengen fließen durch den Wärmetauscher 41 abwärts und werden durch das Verbindungsstück 50 hindurch in die Probenphiole 51 entleert, wo sie zusammen mit den vorher gesammelten kondensierten Dämpfen verbleiben.

Die Verbindung der beiden Flüssigkeitsversorgungssysteme mit dem Eingang des Wärmetauschers bildet nicht nur eine geeignete Einrichtung zur Lieferung dieser Flüssigkeiten in die Probenphiole, die mit dem Auslaß des Wärmetauschers verbunden ist, sondern gewährleistet auch, daß sämtliche kondensierten Dämpfe von den Wänden des rohrförmigen Innenkörpers 42 des Wärmetauschers entfernt und .damit erfaßt werden. Bei dieser Verbindung besteht ein wichtiger Vorteil der dargestellten Einrichtung darin, daß das radioaktive Leitisotop durch kein Ventil oder andere Organe mit beweglichen Teilen hindurchgeleitet werden muß, wodurch die Wiedergewinnung des Leitisotopes erleichtert und eine Speicherwirkung des Geräts für radioaktive Substanzen vermieden wird. Wegen des kleinen Volumens des Wärmetauschers

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wird eine daran enthaltene Flüssigkeit relativ schnell verdrängt, wenn mit einer anderen Flüssigkeit gespült wird. Um sicherzustellen, daß alle Flüssigkeiten, die in den Wärmetauscher 41 eingegeben werden, aus ihm auch wieder vollständig ausfließen, ist es vorteilhaft, den Stickstoffluß über die Verbrennungskammer durch den Wärmetauscher für eine kurze Zeitspanne von ungefähr 5 Sekunden wieder aufzunehmen, nachdem der Flüssigkeitsfluß aus den beiden Versorgungssystemen 61 und 62 beendet worden ist. Dieser Stickstoffstrom kann auch zum Reinigen des oberen Raumes der Phiole 51 verwendet werden, wenn sie, wie vorstehend beschrieben worden ist, vom Verbindungsstück 50 abgenommen wird und.durch eine Kappe verschlossen wird. Bei dieser Einrichtung hat sich gezeigt, daß praktisch die gesamte Menge des radioaktiven Leitisotopes, die im Ausgangsmaterial vorhanden war, in der Probenphiole 51 wiedergewonnen werden kann, wenn das Isotop in Form eines kondensierbaren Dampfes anfällt.

Zur Wiedergewinnung von Leitisotopen durch Reaktion mit einem Bindestoff werden die von den kondensierten Dämpfen getrennten Gase in eine Reaktionssäule geleitet, die eine Einrichtung zur Aufnahme eines flüssigen Bindestoffes aufweist und in welcher die Gase in Reaktion mit dem Bindestoff während des Gasd-urchflusses durch die Säule gebracht werden. Die Reaktionssäule ist weiterhin mit einer Einrichtung zur Richtungsumkehr des Gasflusses durch die Säule versehen, um den Bindestoff und das Reäctionsprodukt aus der Säule zu entfernen. Eine Meßprobenphiole ist mit der Reaktionssäule verbunden und dient zur Aufnahme des Bindestoffes und des Reaktionsproduktes aus der Säule bei der Umkehr des Gasflusses. Zu diesem Zweck werden in der dargestellten Einrichtung die aus der ersten Probephiole 51 austretenden Gase durch den Auslaßkanal 54 im elastischen Verbindungs-

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stück.50 und durch ein Ventil 70 hindurchgeleitet, das bei seiner aus Pig. 1 ersichtlichen Stellung die Gase durch einen Verbindungsteil 71 hindurch in eine zweite Probenphiole 72 leitet. Aus der Probenphiole 72 gelangen die Gase zum unteren Ende eines nach unten gerichteten Stutzens 73 einer Reaktionssäule 74» die eine Reihe von Reaktionskammern 74a mit gewölbten Wandungen aufweist, die miteinander über sanft geschwungene, verengte Zwischenabschnitte oder Halsteile 74b verbunden sind, wobei die Verbindungswände zwischen den Kammern 74a und den anschließenden verengten Halsteilen 74b weich ineinander übergehen und insgesamt eine weiche Kurvenlinie ergeben.

Wird die Reaktionssäule 74 benutzt, um ein radioaktives Leitisotop durch Reaktion mit einem Bindestoff zurückzugewinnen, wird ein Ventil 75 um 90° aus seiner aus Pig. 1 ersichtlichen Stellung gedreht, wodurch eine vorgewählte Menge eines flüssigen Bindestoffes in einen Einlaßstutzen 76 im Mitte-lteil der Reaktionssäule 74 eingegeben wird, und zwar gerade nachdem die Sauerstoffzufuhr in die Verbrennungskammer 18 eingeschaltet worden ist. Es fließt also schon Gas durch die Reaktionssäule 74 nach oben, wenn der flüssige Bindestoff erstmalig in die Säule eintritt. Bei der besonderen Formgebung der Reaktionssäule hat sich herausgestellt, daß der flüssige Bindestoff auf die verschiedenen Reaktionskammern 74a der Säule gleichmäßig verteilt wird und eine solche Verteilung aufrecht erhalten bleibt, solange Gas kontinuierlich durch die Säule 74 nach oben fließt. Dadurch

durch bewirkt der nach oben gerichtete Gasfluß die Reaktionssäule eine gleichmäßige Verteilung des flüssigen BindestOffes über die Wände der ballonförmig verbreiterten Reaktionskammern 74a und verhindert dabei ein Ausfließen des flüssigen Bindestoffes durch die verlängerten und nach unten gerichteten Stutzen 73 am unteren Ende der Reaktionssäule, so daß kein

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flüssiger Bindestoff in die Phiole 72 gelangt.

Um eine vorgewählte Menge von Bindestoff in die Reaktionssäule zu liefern, wird die Flüssigkeit über eine Dosiervorrichtung 77 geliefert, die einen beweglichen Kolben 77a mit einer einstellbaren Haltestellung enthält. Dadurch wird der Kolben 77a bei jedem Zuführungsschritt an der gleichen Stelle angehalten, so daß bei jeder Probe immer die gleiche Menge von flüssigem Bindestoff geliefert wird. Solange sich das Ventil 75 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Stellung befindet, bleibt der Kolben 77a der Dosiervorrichtung 77 in der in Fig. 1 dargestellten Lage, und es fließt keine Flüssigkeit in den Einlaßstutzen 76. Wird das Ventil im Uhrzeigersinn um 90° gedreht, so wird der Auslaß der Vorrichtung 77 mit dem Einlaßstutzen 76 verbunden, und eine nachfolgende Verschiebung des Kolbens 77a liefert eine vorgewählte Menge von Bindestoff in die Reaktionssäule 74. In der Zeichnung ist zwar ein handbetätigter Kolben 77a dargestellt, doch kann die Ausgabe des flüssigen Bindestoffes auch automatisch in Abhängigkeit von der Stellung des Ventiles 75 erfolgen. Nachdem die abgemessene Menge von Bindestoff in die Reaktionssäule geliefert worden ist, wird das Ventil 75 in seine aus Fig. 1 ersichtliche Normallage zurückgedreht, und die Dosiervorrichtung 77 wird automatisch mit neuem flüssigem Bindestoff aus einer Vorratsflasche 78 aufgefüllt. Die Flüssigkeit wird aus der Vorratsflasche 78 mit Hilfe von Stickstoff in die Dosiervorrichtung 77 gefördert»d«r in den oberen Raum der Flasche 78 eingedrückt wird.

Wenn die Gase, die das radioaktive Leitisotop, beispielsweise CO₂, enthalten, durch die Reaktionssäule nach oben geleitet werden, reagiert die radioaktive Komponente mit dem Bindestoff, beispielsweise Xthanolamin, und bildet ein Reaktionsprodukt, das innerhalb der Reaktionskammer 74a"zusammen mit dem flüssigen

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Bindestoff gehalten wird. Die Menge des Reaktionsproduktes,· das in den verschiedenen Reaktionskammern 74a gehalten wird, ändert sich über die Länge der Reaktionssäule. Es hat sich aber herausgestellt, daß die in der besonders geformten Reaktionssäule bewirkte Reaktion über 99 $ des Leitisotopes erfaßt. Die Gase., die keine Reaktion eingegangen sind, werden am oberen Ende der Reaktionssäule durch ein Verbindungsglied 79 und durch ein Ventil 80 hindurch in die Atmosphäre abgeleitet.

Um die Reaktionstemperatur innerhalb der Säule 74 zu steuern, wird durch einen die Säule 74 umgebenden Ringraum eine wärmeübertragende Flüssigkeit hindurchgeleitet. In diesem Zusammenhang hat sich herausgestellt, daß die Reaktionssäule eine wirkungsvolle Wärmeübertragung mit einem hohen Wirkungsgrad bei der Durchführung von Gas-Flüssigkeitsreaktionen gewährleistet. Es wird angenommen, daß das Zusammenwirken des aufwärtsströmenden Gases mit der innerhalb der verbreiterten Reaktionskammern 74a gehaltenen Flüssigkeit die gesamte Flüssigkeit in innigen Kontakt mit den Säulenwänden bringt und dadurch einen wirkungsvollen Wärmeübergang zwischen der Flüssigkeit und den Säulenwänden bewirkt.

Nach Beendigung der Verbrennung der Materialprobe wird die Stickstoffgasspülung v/ährend einer geeigneten Reinigungszeitspanne fortgeführt, beispielsweise 30 Sekunden lang. Dann wird das Ventil 70 um 90° gedreht, so daß das reinigende Stickstoffgas in das obere Ende der Reaktionssäule 74 geleitet wird und dadurch eine Umkehr der Richtung des Gasflusses durch die Säule bewirkt. Wenn der Gasfluß durch die Reaktionssäule 74 hindurch nach unten erfolgt, wird mit ihm die in der Säule enthaltene Flüssigkeit einschließlich des Reaktionsproduktes, das bei der Reaktion des flüssigen Bindestoffes mit der das Leitisotop enthaltenden Gaskomponente entstanden ist, in die Probenphiole 72 befördert.

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Die Gase treten aus der Phiole 72 nach oben durch den Verbindungsteil 71 hindurch und über den Durchlaß 70a und das Ventil 70 ins Freie.

Das Ventil 70 wird dann in seine Ursprungsstellung zurückgedreht, so daß wieder der Gasfluß durch die Reaktionssäule nach oben erfolgt, und das Verbindungsglied 79 am oberen Ende der Reaktionssäule 74 kann anschließend mit einem Paar Flüssigkeitsversorgungssystemen 81 und 82 verbunden werden.

Das erste Flüssigkeitsversorgungssystem 81 weist ein Vorratsgefäß 83 auf, das ein flüssiges lösungsmittel enthält, das zum Lösen des durch die. Reaktion der Isotopenkomponente mit dem Bindestoff gebildeten Reaktionsproduktes dient. Das Lösungsmittel kann auch dazu dienen, die gewonnene Meßprobe in einem flüssigen Zustand zu halten, während sie bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt weiter behandelt wird, wie dies vorstehend in Verbindung mit dem Flüssigkeitsversorgungssystem 61 beschrieben worden ist. In den oberen Raum des Vorratsgefäßes 83 wird· inertes Gas, beispielsweise Stickstoff, unter leichtem Druck eingeleitet, so daß das flüssige Lösungsmittel durch ein Ventil in einen Meßverteiler 85 geleitet wird, der einen verschiebbaren Kolben 85a aufweist. Wie bereits vorstehend in Verbindung mit den Flüssigkeitsverteilern 65 und 68 beschrieben worden ist, kann der Kolben 85a innerhalb des Verteilers 85 durch aufeinanderfolfende Drehungen des Ventils 84 um jeweils 90° vor- und zurückbewegt werden, wobei jedesmal eine vorgewählte Menge von Lösungsmittelflüssigkeit durch das Ventil 84 in das Verbindungsglied 79 liefert, wenn das Ventil 84 um 90° gedreht wird. Diese Flüssigkeit fließt nach unten in die Reaktionssäule 74 und wird darin in der gleichen Weise verteilt, wie bereits frühei im Zusammenhang mit der Zuführung des flüssigen Bindestoffes

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durch, den Einlaßstutzen 76 hindurch erläutert worden ist. Ss hat sich gezeigt, daß die Kombination des nach oben gerichteten Gasflusses mit der Eingabe der Flüssigkeit an der Spitze der Säule an den Innenwänden der Reaktionssäule zu einer Scheuerwirkung führt, so daß das gesamte Reaktionsprodukt, das in der Säule enthalten ist, in der Probenphiole 72 aufgefangen v/erden kann. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß der mit Hilfe der Reaktionssäule erreichte Rückgewinnungseffekt so groß ist, daß kein radioaktiver Rückstand verbleibt und über 99 i° des Leitisotopes in der Phiole 72 wiedergev/onnen werden kann.

Nachdem die erste Flüssigkeit an der Spitze der Reaktionssäule eingegeben worden ist, wird der durch die Säule hindurch nach oben gerichtete Stickstoffluß über eine Zeitdauer von ungefähr 15 bis 45 Sekunden fortgeführt. Die Zeitdauer hängt von der Konzentration des Kohlenstoffdioxids relativ zum Bindestoff ab. Das Ventil 70 wird dann wieder um 90 gedreht, um den Gasfluß durch die Reaktionssäule umzukehren und dadurch das flüssige Lösungsmittel nach unten durch die Reaktionssäule hindurch in die Probenphiole 72 auszuführen. Das Ventil 70 wird dann wieder in seine Ursprungsstellung zurückbewegt, so daß das inerte Reinigungsgas noch einmal oben durch die Reaktionssäule strömt. Am oberen Ende der Reaktionssäule wird Szintillatorflüssigke.it aus dem zweiten Versorgungssystem 82 zugeführt. Hierzu wird die Szinbillatorflüssigkeit aus einem.Vorratsgefäß 86 über ein Vierwegeventil 87 in einen Meßverteiler 88 geleitet. Wird das Ventil 87 um 90° aus der in Fig. 1 dargestellten Stellung verdreht, so wird bei der dargestellten Lage des Kolbens 88a des Meßverteilers eine vorbestimmte Menge von Szintillator flüssigkeit aus dem Meßverteiler durch den Druck des Stickstoffes im oberen Raum des Vorratsgefäßes 86 hinausgedrückt,

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wodurch der Kolben 88a in der Zeichnung nach links bewegt wird und Flüssigkeit durch das Ventil 87.in das Verbindungsglied 79 an der Spitze der Reaktionssäule 74 befördert. Wegen des nach oben gerichteten Gasstromes in der Reaktionssäule bewirkt diese Flüssigkeit wieder eine Scheuerwirkung an den Wänden der Reaktionssäule 74. Nachdem die Flüssigkeit in die Säule eingegeben worden ist, wird der Stickstoffluß etwa 5 bis 10 Sekunden lang aufrecht erhalten. Anschließend wird der Gasfluß in der Säule 74 wieder umgekehrt, indem das Ventil 70 gedreht wird, um die Szintillatorflüssigkeit aus der Säule in die Phiole 72 KU befördern. Die mit der Reaktionssäule 74 zusammenwirkenden Flüssigkeitsversorgungssysteme stellen zweckdienliche Einrichtungen zur Beförderung der Szintillatorflüssigkeit in die Phiole 72 dar und sind eine schnelle und wirkungsvolle Einrichtung, die einen über 99 Ά liegenden Wiedergewinnungseffekt und einen Speichereffekt für radioaktive Rückstände in der Größenordnung von 1/1000 oder weniger aufweist. Darüberhinaus wird das Leitisotop nur durch ein einziges Ventil 70 befördert, und auch nur dann, wenn es sich in Gasform befindet, wodurch eine weitere Erleichterung einer vollständigen Rückgewinnung des radioaktiven Leitisotopes gegeben ist.

Bei einem Anwendungsbeispiel der Erfindung wurde eine 1 g schwere Probe eines mit Tritium markierten organischen Materials verbrannt. Die Verbrennung wurde durch die elektrische Zündvorrichtung eingeleitet, die Erhitzung auf eine Temperatur von etwa 1500° C getrieben und der Sauerstoffzufluß wurde auf etwa 2 l/min, eingestellt. Zu Beginn der Verbrennung wurde eine Wasserinjektion von 70 mg durchgeführt. Der Druck innerhalb der Verbrennungskammer während der Verbrennung war kleiner als 0,1 atü. Die Wände der Verbrennungskammer wurden vorgewärmt und thermostatisch auf einen Wert von etwa 170° C gehalten, der

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ausreichte, um jede merkliche Kondensation von Verbrennungsprodukten auf den Innenwänden der Verbrennungskammer zu verhindern. Während der Verbrennung wurden die Verbrennungsprodukte fortlaufend durch das obere Ende der Verbrennungskammer in einen Wärmetauscher abgeführt, der eine geradlinige Röhre aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von 2 mm, einer Wandstärke von 0,5 mm und einer Länge von 250 mm aufwies. Die Wände der Röhre wurden auf einer !Temperatur von etwa 0° C gehalten. Aus dem Wärmetauscher tropften kondensierte Dämpfe mit dem kondensierten ^HgO ^{in die} Probenphiole, die mit dem unteren Ende des Wärmetauschers verbunden war, während die restlichen Gase durch die Phiole hindurchstr^mten und in die Atmosphäre abgeleitet wurden.

Die Verbrennung der Materialprobe war nach etwa 45 Sekunden beendet. Daraufhin wurde die Sauerstoffzufuhr abgestellt und die Stickstoffzufuhr eingeschaltet, so daß Stickstoff in einer Menge von 7 l/min, etwa 5 bis 10 Sekunden lang durch die Verbrennungskammer hindurchströmte. Die Stickstoffzufuhr wurde dann abgeschaltet und eine vorbestimmte Menge von Dioxan als Szintillatorflüssigkeit aus einem Meßverteiler in den Einlaß des Wärmetauschers gegeben. Der Meßverteiler war so eingestellt, daß er 10 ml der Szintillatorflüssigkeit während einer Zeitspanne von etwa 5 Sekunden in den Wärmetauscher lieferte. Anschließend wurde die Flüssigkeitszufuhr zum Einlaß des Wärmetauschers geschlossen und die Stickstoffzufuhr in die Verbrennungskammer für weitere 5 Sekunden mit einer Geschwindkgkeit von etwa 4 l/min, wieder aufgenommen. Während dieser letzten Stickstoffzufuhr wurde die Probenphiole von den elastischen Verbindungsstück am Auslaß des Wärmetauschers abgenommen und mit ihrem oberen Ende geneigt unter dem Auslaßkanal des Wärmetauschers gehalten, so daß der ausströmende Stickstoff, der zu

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der Phiole gelangte, während dieser Zeit den Gasraum der Phiole von Sauerstoff reinigte. Dann wurde schnell die Abdeckkappe der Phiole aufgeschraubt, um die in ihr enthaltene Meßprobe in einer Stickstoffatmosphäre zu halten. Sodann wude die Meßprobe auf Radioaktivität analysiert.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß bei den gezeigten Einrichtungen Proben aus einem Ausgangsmaterial behandelt werden können, das nur mit einem einzigen Leitisotop mar-f kiert ist, welches entweder als kondensierter Dampf oder durch Reaktion mit einem Bindestoff zurückgewonnen werden kann. Die Einrichtung kann aber auch zur Behandlung von doppelt markierten Proben verwendet werden, die Leitisotope enthalten, die durch Anwendung beider Methoden zurückgewonnen werden können. In dem Falle, in dem das Probenmaterial nur mit einem einzigen Leitisotop markiert ist, welches als kondensierter Dampf zurückgewonnen werden kann, werden die aus der ersten Probenphiole 51 abgeleiteten Gase einfach durch den Rest des Systems weitergeleitet und in die Atmosphäre abgeleitet. Bei Verwendung einer nur mit einem einzigen Leitisotop markierten Probe, welches durch die Reaktion mit einem Bindestoff wiedergewonnen werden soll, ist die Zuführung einer Szintillatorflüssigkeit zum Wärmetauscher 41 nicht erforderlich. Dagegen kann es wünschenswert sein, irgendeine andere Flüssigkeit durch den Wärmetauscher zu schicken, um dort kondensierte Dämpfe zwischen aufeinanderfolgenden Verbrennungsvorgängen zu entfernen. In gleicher Weise besteht keine Notwendigkeit, irgendeine Flüssigkeit in die Reaktionssäule 74 zu schicken, wenn die Probe nur mit einem einzigen Leitisotop markiert ist, das als kondensierter Dampf gewonnen werden soll, weil das die Phiole 51 durchströmende Gas während der Behandlung solcher Proben normalerweise über das

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Ventil 70 in die Atmosphäre abgeleitet wird* Wenn lediglich mit Tritium markierte Proben behandelt werden sollen, kann der in Strömungsrichtung hinter der Phiole 51 angeordnete !eil der Einrichtung auch weggelassen werden.

Jede bei der vorstehend geschilderten Einrichtung von Hand durchgeführte Betätigung kann auch selbsttätig durchgeführt werden. Zum Beispiel kann das Öffnen und Schließen der Sauerstoff- bzw. Stickstoff-Ventile 23 und 60 mittels einer Zeitschalteinrichtung nach einem für bestimmte Probentypen ausgearbeiteten Zeitplan gesteuert werden. In gleicher Weise können die Ventile 64, 67, 75, 84 und 87, die den verschiedenen Flüssigkeit sversorgungssystemen 2ugeordnet sind, sowie das Ventil 70 entsprechend einem vorbestimmten Zeitplan durch Zeitschalteinrichtungen gesteuert werden.

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   Patentansprüche:

   1J Verfahren zum Herstellen von flüssigen Analysenproben für die Radiologie, insbesondere mit radioaktiven Indikatoroder Leitisotopen, bei welchem aus einem gasförmige Oxide von Substanzen mit radioaktiven Isotopen enthaltenden Analysengas diese Oxide in flüssiger Form gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Analysengas gasförmige Oxide der gleichen Substanzen mit nichtradioaktiven Isotopen beigefügt und die Mischung aus den Oxiden der Substanzen mit radioaktiven und denjenigen mit nichtradioaktiven Isotopen in flüssiger Form gewonnen wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß dem Analysengas die Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen zu 1 bis 50 $> und vorzugsweise zu 10 # beigefügt werden.

   3* Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Analysengas Oxide von Kohlenstoff-14 enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dem Analysengas Kohlenstoffmon- und/oder -dioxid beigefügt wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Analysengas ein Oxid von !Tritium enthält, dadurch gekennzeichnet,, daß dem Analysengas Wasserdampf beigefügt wird.

   5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche»bei welchem das Analysengas Oxide von mindestens zwei Substanzen mit radioaktiven Isotopen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dem Analysengas Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen lediglich einer dieser Substanzen beigefügt werden.

   6« Verfahren nach Anspruch 5t bei welchem das Analysengas Oxide von Kohlenstoff-14 und Tritium enthält, dadurch gekennzeich-

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   net, daß dem Analysengas lediglich Wasserdampfbeigefügt · wird.

   7· Verfahren nach einem der. vorstehenden Ansprüche, bei welchem zur Herstellung des Analysengases eine Materialprobe mit mindestens einem oxidierbaren radioaktiven Itotop unter Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxide mit nichträdioaktiven' Isotopen bei der Verbrennung beigefügt werden.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen mindestens zu Beginn der Verbrennung beigefügt werden.

   9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Herstellen von Normalen für die Wasserdämpfung der zum Durchführen der radiologischen Analyse erforderlichen Szintillatorflüesigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß einem eine Vorgegebene H_enge eines als Radioaktivitätenormal dienenden radioaktiven Isotopes enthaltenden Analysengas ein vorbestimmtes, ganzzahliges Vielfaches einer vorgegebenen Menge von Wasserdampf beigefügt wird.

   10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine derartige Abwandlung, daß die vorgegebene Menge des als Radioaktivitätsnormal dienenden radioaktiven Isotopes der flüssigen Analysenprobe In flüssiger Form beigefügt wird.

   11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8 zum Anpassen der Wasserdämpfung der zum Durchführen der radiologischen Analyse ' erforderlichen Szintillatorflüssigkeit an Materialproben mit unterschiedlichem Wassergehalt, dadurch gekennzeichnet, daß dem von einer Materialprobe, deren Wassergehalt kleiner ist

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   als der größte "bei einer Materialprobe vorkommende Wasser-' gehalt, stammenden Analysengas etwa diejenige Menge an Wasserdampf beigefügt wird, die diese Materialprobe weniger abgibt als jene Materialprobe mit dem größten vorkommenden Wassergehalt.

   12. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6 mit einer Einrichtung zum Erzeugen des Analysengases aus einer Materialprobe und einer Einrichtung zum Verflüssigen der in dem Analysengasgemisch enthaltenen gasförmigen Oxide, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Einrichtung (10) zum Erzeugen des Analysengases und der Einrichtung (41» 74) zum Verflüssigen der Oxide eine Mischkammer (18) vorgesehen ist, in welche neben dem Analysengas die gasförmigen Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen einleitbar sind.

   13· Einrichtung nach Anspruch 12 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 7 oder 8, in welcher die Einrichtung zum Erzeugen des Analysengases in einer Verbrennungskammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gasförmigen Oxide mit «ichtradioaktiven Isotopen in die Verbrennungskammer (18) einleitbar sind.

   14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen des Analysengasee ein Probenkorb (10) zur Aufnahme der zu verbrennenden Materialprobe ist daß sich die Seitenwände der Verbrennungskammer (18) oberhalb dieses Probenkorbes (10) derart aufwärts und einwärts erstrecken, daß die Verbrennungskammer (18) annähernd die Porm der Flamme der brennenden Materialprobe aufweist.

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   15· Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Probenkorbes (10) eine Zuführung (25) für das sauerstoffhaltige Gas und oberhalb des Probenkorbes (10) in der Umgebung des unteren Randes der Verbrennungskammer (18) Zuführungen (110, 114) für die gasförmigen Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen vorgesehen sind und daß diese Zuführungen (25, 110, 114) derart angeordnet sind, daß sieh überschüssiges sauerstoffhaltiges Gas und/oder die gasförmigen Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen nicht vollständig mit dem Analysengas vermischen, sondern zwischen dem Gemisch mit dem Analysengas und den Seitenwänden der Verbrennungskammer (18) eine die Berührung dieses Gemisches mit den Seitenwänden im wesentlichen verhindernde Schicht bilden.

   16. Einrichtung nach Anspruch 13, 14 oder 15» dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (18) zur Beheizung ihrer Seitenwände in einem mit wärmeleitendem Material gefüllten und mit einer Heizung (32) versehenen Gefäß (30) untergebracht ist und daß in diesem Gefäß (30).mindestens ein Vorwärmer (109) vorgesehen ist, mit welchem in flüssiger Form vorliegende Oxide mit nichtradioaktiven Isotopen in den gasförmigen Zustand überführbar sind.

   17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 16,dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (41, 74) zum Verflüssigen der in dem Analysengasgemisch enthaltenen gasförmigen Oxide mindestens einen kühlbaren Wärmetauscher (41), mit welchem bei vorgegebenen Temperaturen flüssige Oxide kondensierbar sind, und mindestens eine Trennvorrichtung (50, 51» 54) aufweist, «lit welcher die hierdurch erhaltenen Kondensations-

   ab— produkte von dem restlichen Analysengasgemiscn trennbar sind.

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   18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (41, 74) zum Verflüssigen der in dem Analysengasgemisch enthaltenen gasförmigen Oxide mindestens eine Reaktionssäule (74), in welcher die gasförmigen Oxide in einer Bindeflüssigkeit (78) lösbar oder chemisch bindbar sind, und mindestens eine Trennvorrichtung (71, 72, 73) aufweist, mit welcher die hierdurch erhaltene Lösung oder chemische Verbindung von dem restlichen Analysengasgemisch abtrennbar ist.

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