ZEITSCHRIFT
FÜR DEN PHYSIKALISCHEN UND CHEMISCHEN UNTERRICHT
52. J A H R G A N G 1939 H E F T 3
Das Cyclotron.
Von R . Fleischmaim in Heidelberg.
1. U m w a n d e l b a r k e i t d e r A t o m e .
B e i chem ischen R e a k tio n e n w ir d stets ein g e w is s e r E n e rg ie b e tra g u m g e se tzt. E n t
w e d e r w ir d E n e rg ie fr e i, o d e r es m u ß zum A b la u f d e r R e a k tio n E n e rg ie a u fg e w e n d e t w e rd e n ; m a n s p ric h t d a n n v o n p o s itiv e r o d e r n e g a tiv e r E n e rg ie tö n u n g . B e tra c h te n w ir zu nächst e in B e is p ie l, b e i dem E n e rg ie a u fg e w e n d e t w e rd e n m uß, e tw a d ie Z e r
le g u n g v o n W a s s e r in W a s s e rs to ff u n d S a u e rs to ff. D a fü r is t e in E n e rg ie a u fw a n d v o n 68,4 k c a l/M o l e rfo rd e rlic h . D as b e d e u te t, d a e in M o l 6,06 • 1023 M o le k ü le e n th ä lt, daß je d e m M o le k ü l z u r U m s e tz u n g d ie E n e rg ie 1,13 • 1CT19 ca l = 4,72 • 10 19 W a tts e c = 2,95 e V 1 z u g e fü h rt w e rd e n m uß. D ie b e i d e ra rtig e n R e a k tio n e n fr e i w e rd e n d e n o d e r a u fz u w e n d e n den E n e rg ie n lie g e n d u rc h w e g b e i w e n ig e n e - V o lt1 je M o le k ü l. W e s e n tlic h hö h e re E n e rg ie tö n u n g e n , e tw a in d e r G rö ß e n o rd n u n g 1000 e V /A to m (2 3 0 0 0 k c a l/M o l), k o m m e n n ic h t v o r.
G anz a n d e rs is t es b e i A to m u m w a n d lu n g s v o rg ä n g e n . D iese spie le n sich n ic h t in d e r E le k tro n e n h ü lle ab, w ie d ie che m isch e n V o rg ä n g e , so ndern in den A to m k e rn e n . S e it d e r E n td e c k u n g d e r K e rn u m w a n d lu n g d u rc h L o r d Rt jt h e k f o b d im J a h re 1919 h a t m a n eine re c h t g ro ß e Z a h l s o lch e r U m w a n d lu n g s p ro z e s s e k e n n e n g e le rn t; es sin d z u r Z e it m e h r als 400. A ls erstes B e is p ie l w u rd e b e k a n n tlic h die U m w a n d lu n g v o n 7N 14 d u rc h s c h n e ll b e w e gte H e liu m k e rn e (a -T e ilc h e n ) in 80 17 u n d 1H 1 a u fg e fu n d e n . D a m it d ie U m w a n d lu n g m ö g lic h is t, m üssen d ie a u f d e n N 14- K e r n tre ffe n d e n a -T e ilc h e n eine k in e tis c h e E n e rg ie besitzen, d ie m e h r als 4,5 e M V b e trä g t. D iese E n e rg ie m uß n och v o ll v e rfü g b a r sein, w e n n e in ein ze ln e s a -T e ilc h e n a u f den K e r n eines e in z e ln e n S tic k s to ffa to m s t r i f f t . D a den a -T e ilc h e n b e im D u rc h g a n g d u rc h M a te rie auch d u rc h W e c h s e lw irk u n g m it d e r E le k tro n e n h ü lle E n e rg ie e n tzo g e n w ir d , k a n n stets n u r ein k le in e r T e il d e r a -T e ilc h e n in g e n ü g e n d e n e rg ie re ic h e m Z u sta n d ein e n K e rn tre ffe n u n d eine U m w a n d lu n g h e rv o rru fe n . B e im E in tre te n e in e r U m w a n d lu n g k a n n d a n n w ie d e r e in E n e rg ie b e tra g v o n e in ig e n e M V fr e i w e rd e n .
A u c h a n d e re T e ilc h e n v e rm ö g e n U m w a n d lu n g e n h e rv o rz u ru fe n , n ä m lic h P ro to n e n (also schnell b e w e gte W a s s e rs to ffa to m e ), D e u te ro n e n (also sc h n e ll b e w e gte K e rn e des schw eren W a s s e rs to ffis o to p s m it dem A to m g e w ic h t 2) u n d s c h lie ß lic h N e u tro n e n , die a b e r v o re rs t aus u n seren B e tra c h tu n g e n ausscheiden. S olche T e ilc h e n k a n n m a n erzeugen, in d e m m a n d ie g e la de n e n A to m e eines K a n a ls tra h ls eine hohe e le k tris c h e P o te n tia l
d iffe re n z d u rc h fa lle n lä ß t. H a t m a n d ie S p a n n u n g 1 0 0 0 0 0 0 V o lt z u r V e rfü g u n g , so lassen sich P ro to n e n u n d D e u te ro n e n v o n 1 eM V E n e rg ie /A to m e rzeugen, o d e r H e ++- K a n a ls tra h le n v o n 2 e M V /A to m .
D ie E rs c h e in u n g e n d e r A to m u m w a n d lu n g w ä re n w o h l noch la n g e n ic h t fü r die F o rs c h u n g erschlossen w o rd e n , w e n n uns n ic h t d ie N a tu r H e liu m -K a n a ls tra h le n m it E n e rg ie n b is 8,77 e M V (T h C ’) als a -S tra h le n z u r V e rfü g u n g g e s te llt h ä tte . D iese T e il
chen b lie b e n lä n g e r als e in J a h rz e h n t das e in z ig e H ilfs m itte l, m it dem eine A to m u m w a n d lu n g ü b e rh a u p t e rz ie lt w e rd e n k o n n te . Es g ib t heute H o c h s p a n n u n g s a n la g e n , d ie es g e sta tte n , 2 b is 3 0 0 0 0 0 0 V o lt an K a n a ls tra h lrö h re n zu legen. E in besonders g ro ß e r F o r ts c h r itt w u rd e a b e r e rre ic h t d u rc h d ie Id e e u n d d ie K o n s tr u k tio n des C y c l o t r o n
1 1 eV = 1 Elem entarladung • 1 V o lt = 1,60 • 10- 19 Ampsec • 1 V o lt = 1,60 • IO-19 W atts
= 1,60 ■ 10~12 erg; 106eV = 1 eMV.
90 R . Fl e i s c h m a n n: Da s Cy c l o t r o n. Zeitschrift für den physikalischen Zweiundfünfzigster Jahrgang.
2. P r i n z i p d e s C y c l o t r o n s .
Es h a tte fr ü h e r den A n s c h e in , als ob z u r E rz e u g u n g v o n K a n a ls tra h le n m it E n e rg ie n v o n e in ig e n 10® e V /A to m d ie ta ts ä c h lic h e E rz e u g u n g e in e r en tsp re ch e n d e n S p a n n u n g v o n e in ig e n 10® V o lt u n b e d in g t e rfo rd e rlic h w ä re . W i r w o lle n uns je tz t a b e r im A n s c h lu ß an E . 0 . La w r e n c e u n d M. St. Li v i n g s t o n, d ie E r fin d e r des C y c lo tro n s , ü b e rle g e n , daß das n ic h t z u tr if ft . Es g ib t v ie lm e h r eine M ö g lic h k e it, d ie K a n a l
s tra h lte ilc h e n m e h rm a ls d e r W ir k u n g e in e r g e rin g e re n e le k tris c h e n S p a n n u n g aus
zusetzen u n d sie d a b e i d och a u f G e s c h w in d ig k e ite n zu b rin g e n , d ie dem D u rc h la u fe n d e r h in te re in a n d e rg e s c h a lte te n S p a n n u n g en tsp re ch e n w ü rd e n . D as C y c lo tro n is t eine V o rric h tu n g , die das le is te t. Es b e n ö tig t erstens eine h o c h fre q u e n te e le k tris c h e W e c h s e l
s p a n n u n g , zw e ite n s e in sehr ausgedehntes u n d s ta rke s hom ogenes m a gnetisches F e ld . D e r e rfo rd e rlic h e M a g n e t m u ß g rö ß e n o rd n u n g s m ä ß ig 1 5 0 0 0 o d e r 2 0 0 0 0 Gauß a u f e in e r k re is fö rm ig e n F lä d iie m it r u n d 1 m D u rch m e sse r erzeugen. D e r R a u m z w is c h e n den P o ls tü c k e n w ir d als V a k u u m k a m m e r a u s g e b ild e t. I n ih re m In n e r n b e fin d e t sich
e in k le in e re r T e ilra u m v o n d e r F o rm e in e r fla c h e n Dose, in dem sich d ie zu b e s c h le u n i
g e n d e n T e ilc h e n bew egen. D ie D ose is t in z w e i D -fö rm ig e H ä lfte n u n te r te ilt, die v o n e in a n d e r u n d v o n d e r V a k u u m k a m m e r is o lie rt s in d u n d a u f e rh e b lic h e e le k tris c h e S p a n n u n g e n g e b ra c h t w e rd e n k ö n n e n . W ir be
ze ich n e n sie im fo lg e n d e n als H a lb d o se n o d e r als E le k tro d e n (v g l. F ig . 1).
W ir d e n k e n uns je tz t im In n e r n d e r Dose e in geladenes T e ilc h e n (z. B. e in P ro to n ), das sich m it g ro ß e r G e s c h w in d ig k e it in d e r E bene d e r Dose, also s e n k re c h t zu den m a g n e ti
schen K r a ft lin ie n b e w e gt. Im M a g n e tfe ld u n te r lie g t es b e k a n n tlic h e in e r e le k tro d y n a m is c h e n K r a f t s e n k re c h t zu se in e r B e w e g u n g s r ic h tu n g u n d s e n k re c h t z u r R ic h tu n g d e r m a g n e tis c h e n F e ld s tä rk e . Es w ir d sich d a h e r m it k o n s ta n te r G e s c h w in d ig k e it a u f e in e r K re is b a h n bew egen.
W ir n e hm en je tz t w e ite r an, daß z w is c h e n b e id e n H a lb d o s e n e in k o n s t a n t e s e le k tris c h e s F e ld bestehe. D ie B a h n des T e ilc h e n s in n e rh a lb d e r e in e n H a lb d o s e w ir d d a d u rc h n i c h t b e e in flu ß t, d e n n das T e ilc h e n b e fin d e t sich im In n e r n eines M e ta ll
kastens, g e w isse rm a ß e n eines „ F a r a d a y - K ä fig s “ , in dem b e k a n n tlic h d ie e le k tris c h e F e ld s tä rk e im m e r g le ic h N u ll is t. N u r b e im Ü b e r tr it t v o n d e r ein e n H a lb d o s e in d ie an d e re w ir k t ein e le k tris c h e s F e ld , u n d z w a r b e im Ü b e r tr it t in d e r einen R ic h tu n g b e sch le u n ig e n d , in d e r u m g e k e h rte n R ic h tu n g v e rz ö g e rn d .
W e rd e n d ie E le k tro d e n a b e r in V e rb in d u n g m it ein e m h o c h f r e q u e n t e n e le k tr i
schen G e n e ra to r, d. h. m it e in e m K u rz w e lle n s e n d e r g e b ra c h t, so lä ß t sich d e r U m la u f des T e ilc h e n s m it dem W e ch se l des e le k tris c h e n F e ld e s s y n c h ro n is ie re n . H a b e das W e c h s e lfe ld g e ra d e sein M a x im u m u n d geeignetes V o rz e ic h e n in dem A u g e n b lic k , in w e lc h e m das T e ilc h e n v o n d e r ein e n in d ie a n d e re H a lb d o s e Ü b e rtritt, so w ir d es b e s c h le u n ig t. Es lä u ft d a n n im e l e k t r i s c h fe ld fr e ie n R a u m (w e g e n des m a g n e tis c h e n F e ld e s a u f e in e r k re is fö rm ig e n B a h n ) m it u n v e rä n d e rte r G e s c h w in d ig k e it w e ite r, b is es d ie G renze d e r H a lb d o s e in u m g e k e h rte r R ic h tu n g w ie d e r e rre ic h t. W e n n d ie F re q u e n z des e le k tris c h e n F e ld e s g e e ig n e t g e w ä h lt w u rd e , h a t das W e c h s e lfe ld seine Phase g e ra d e u m 180° g e ä n d e rt, es b e s itz t also u m g e k e h rte R ic h tu n g . D ie F e ld ä n d e ru n g zw isch e n den b e id en H a lb d o se n , d ie se it dem Z e itp u n k te des Ü b e r tr itts e r fo lg t ist, h a t a u f das P ro to n b is je tz t k e in e rle i W ir k u n g ausgeübt. E rs t b e im u m g e k e h rte n Ü b e r
t r i t t aus d e r z w e ite n in d ie erste tre te n e le k tris c h e K r ä fte a u f, u n d z w a r t r i t t w e g e n g le ic h z e itig e r U m k e h r d e r B e w e g u n g s ric h tu n g u n d d e r F e ld r ic h tu n g no ch m a ls B e s c h le u n ig u n g ein. Das T e ilc h e n b e s c h re ib t d a n n w ie d e r eine H a lb k re is b a h n , je d o c h m it
Sender
F ig . 1. Q u e rs c h n itt de r V a k u u m k a m m e r des C y c lo tro n s . A u n d B s in d d ie be iden D -fö rm ig e n H albdosen.
E in e v o n P ausgehende B a h n eines Io n s i s t einge
ze ichn et. Das M a g n e tfe ld v e r lä u ft s e n kre ch t z u r Ebene des P apiers.
und chemischen U n terricht.
1939. H e ft 3. R . Fl e i s c h m a n n: Da s Cy c l o t k o n. 91
F ig . 2 a. V e r la u f d e r e le k tris c h e n F e ld lin ie n an d e r Grenze d e r H a lb -
dosen. E le k tris c h e F o ku sie ru n g .
etw as g rö ß e re m H a lb m e sse r, u n d fin d e t b e im n ä ch ste n Ü b e r tr it t w ie d e r u m g e k e h rte s , also n o ch m a ls besch leu n ig e n d e s e le k tris c h e s F e ld v o r usw . D ie B e s c h le u n ig u n g s e n e rg ie w ir d dem S e nder e n tn o m m e n . D e r M a g n e t h a t n u r d ie A u fg a b e , d ie B a h n des T e ilc h e n s z u k rü m m e n , e r le is te t a b e r k e in e A rb e it.
Das ganze V e rfa h re n k a n n n u r deshalb so a b la u fe n u n d zu im m e r g rö ß e re r T e ilc h e n g e s c h w in d ig k e it fü h re n , w e il d ie Z e itd a u e r, die e in T e ilc h e n b ra u c h t, u m einen H a lb k re is in e in e r H a lb d o se zu beschreiben, v o n se in e r G e s c h w in d ig k e it u n a b h ä n g ig ist. D ie G e s c h w in d ig k e it w ä c h s t g e n a u im selben M aße w ie d e r d u rc h la u fe n e W e g . Es e n tste h t so eine R esonanz zw isch e n d e r F re q u e n z des e le k tris c h e n W e ch se lfe lde s u n d d e r U m la u fs fre q u e n z d e r T e ilc h e n . D a h e r w u rd e das C y c lo tro n u rs p rü n g lic h
„m a g n e tis c h e r R e so n a n z b e s c h le u n ig e r“ g e n a n n t.
D as g e s c h ild e rte e in fa c h e B ild b e d a rf n o ch e in ig e r e rg ä n z e n d e n B e m e rk u n g e n . Es h a t den A n s c h e in , als ob n u r solche T e ilc h e n , d ie a n fa n g s g e n a u in d e r E bene d e r Dose v e rla u fe n , A u s s ic h t h aben, m e h re re U m lä u fe
zu v o llfü h re n , ohne an d ie W a n d d e r Dose zu stoßen.
Es z e ig t sich a b e r, daß d ie g e s c h ild e rte A n o rd n u n g fo k u s ie re n d e E ig e n s c h a fte n b e sitzt, u n d z w a r in fo lg e e le k tris c h e r W ir k u n g e n , solange das T e ilc h e n n och m ä ß ig e E n e rg ie b e s itz t, u n d in fo lg e m a g n e tis c h e r W i r k u n g e n , fa lls d ie T e ilc h e n e n e rg ie schon sehr g ro ß ist.
l n F ig . 2 a is t d e r e le k tris c h e F e ld v e r la u f an d e r G renze d e r b e id e n H a lb d o s e n d a rg e s te llt. D e r W e g eines T e il
chens, das sich in e in e m gew issen A b s ta n d e v o n d e r M itte le b e n e b e w e gt, w ird , w ie m a n sieht, d u rc h den e le k tris c h e n F e ld v e r la u f v o n selbst w ie d e r n ä h e r an d ie M itte le b e n e h e ra n g e b ra c h t. D iese W ir k u n g is t besonders g ro ß , so la n ge das T e ilc h e n n o ch z ie m lic h g e rin g e k in e t i
sche E n e rg ie b e s itz t. F a lls das T e ilc h e n schon a u f e in e r B a h n v e rlä u ft, d e re n H a lb m e s s e r an den d e r P o ls tü c k e h e ra n re ic h t, so le n k e n m a g n e tisch e W ir k u n g e n das T e il
chen z u r M itte le b e n e h in . I n F ig . 2 b is t d e r V e r la u f d e r m a g n e tis c h e n K r a ftlin ie n in d e r N ä h e des R andes des
M a g n e tfe ld e s w ie d e rg e g e b e n . D u rc h das A u s b ie g e n d e r K r a ft lin ie n is t d ie a u f das b e w e gte T e ilc h e n w irk e n d e K r a f t etw as z u r M itte le b e n e h in g e ric h te t. Es g e lin g t d a d u rc h auch, den a u s tre te n d e n T e ilc h e n s tra h l z ie m lic h e n g b e isa m m e n zu h a lte n .
B is h e r haben w ir das zu b e s c h le u n ig e n d e T e ilc h e n als gegeben ang e n o m m e n , ohne seine E rz e u g u n g im In n e r n d e r b e id e n H a lb d o s e n zu e rw ä h n e n . D ie Io n e n e rz e u g u n g g e sch ieh t m e is t m it H ilfe eines E le k tro n e n b ü n d e ls , das den R a u m z w isch e n den b e id e n H a lb d o s e n in d e r R ic h tu n g des m a g n e tisch e n F e ld e s d u rc h s e tz t. D ie s e r R a u m u n d d a m it d ie g a n ze V a k u u m k a m m e r m u ß m it Gas v o n g e rin g e m D ru c k (e tw a IO -4 m m H g ) e r f ü llt s e in ; d a n n w e rd e n a u f dem W e g e d e r E le k tro n e n g e n ü g e n d v ie le Io n e n e rze u g t. D iese w e rd e n v o m H o c h fre q u e n z fe ld e rfa ß t u n d v o llfü h re n ih re U m lä u fe . D e r G a s d ru c k m uß so n ie d r ig g e h a lte n w e rd e n , daß z w isch e n den H a lb d o s e n noch k e in e G a s e n tla d u n g e n tste h t. A n d e re rs e its s o ll d e r G a s d ru c k m ö g lic h s t hoch sein, d a m it v ie le Io n e n g e b ild e t w e rd e n u n d das C y c lo tro n g ro ß e In te n s itä te n lie fe rt. U m stets re in e s Gas im C y c lo tro n zu h aben, lä ß t m a n d a u e rn d etw as Gas e in s trö m e n u n d p u m p t g le ic h z e itig ab. Z u r F ü llu n g w ir d g e w ö h n lic h e r W a s s e rs to ff, s c h w e re r W a s s e rs to ff o d e r H e liu m v e rw e n d e t, je n a ch d e r T e ilc h e n a rt, d ie e rz e u g t w e rd e n s o ll. D e r O rt d e r Io n e n q u e lle is t u n g e fä h r so zu w ä h le n , daß d e r M itte lp u n k t d e r ersten h a lb k re is fö rm ig e n B a h n m it d e r M itte d e r B e s c h le u n ig u n g s k a m m e r z u s a m m e n fä llt.
S c h lie ß lic h m üssen d ie T e ilc h e n , n a ch d e m sie d ie G renze des M a g n e tfe ld e s faj|
e rre ic h t haben, n och n a ch außen a b g e le n k t w e rd e n zu dem O rt, w o die zu b e s tra h le n d ~ S to ffe a u fg e s te llt w e rd e n . Das geschieht m it H ilfe eines e le k tris c h e n F eldes.
F ig . 2 b. V e rla u f de r m agnetisch en F e ld lin ie n a m R and e des Feldes.
M a gnetisch e F o ku sie ru n g .
Ae
Oftfeebaö
92 K . Fl e i s c h m a n n: Da s Cy c l o t r o n. Zeitschrift fü r den physikalischen Zweiundfünfzigster Jahrgang.
b r in g t am R a n d e in e n M e ta ll s tre ife n an, n a h e zu p a r a lle l zum s e itlic h e n R ande d e r B e sch le u n ig u n g sd o se n , u n d b r in g t ih n a u f hohes n e g a tiv e s P o te n tia l. D e r Io n e n s tra h l w ir d d a d u rc h na ch außen a b g e le n k t.
A n d ie s e r S te lle s o lle n n o ch e in ig e Z a h le n angegeben w e rd e n ü b e r d ie v e r w e n d ete n S pannungen, F e ld e r u n d d g l. D as v o n E. 0 . LAWRENCEund M. St. Livtstg-
s t o n in B e rk e le y s e in e rz e it g e b a u te u n d b e trie b e n e C y c lo tro n v o n 70 cm (2 7 y2 in ch ) D u rc h m e s s e r u n d 9 cm lic h te r H ö h e d e r V a k u u m k a m m e r h a t als V o r b ild f ü r die m e iste n s p ä te r g e b a u te n A p p a ra te g e d ie n t; F ig . 3 g ib t e in B ild d a v o n . In z w is c h e n w u rd e n neue P o l
stücke in den M a g n e t e in g e s e tz t u n d eine neue K a m m e r m it 94 cm (37 in c h ) D u rch m e sse r g e b a u t. D ie W e c h s e ls p a n n u n g an den H a lb d o s e n b e trä g t je tz t 90 k V , das M a g n e tfe ld 15 150 Gauß, d e r K rü m m u n g s ra d iu s , b eim A u s tr itt 38 cm . Das G e w ic h t d e r E is e n te ile des M a g n e te n b e tr ä g t 65 t, das d e r K u p fe rs p u le n 9 t.
D ie H o c h fre q u e n z e n ts p ric h t d e r W e lle n lä n g e 26 m , d e r A u fw a n d f ü r den Sender b e trä g t 25 k W . D a m it k a n n m a n heute oc-Teilchen v o n 16 e M V b e i 1 /^A m p u n d D e u te ro n e n v o n 8 e M V b e i 90 //A m p e rzeugen. D ie E n e rg ie w ir d in e tw a 45 v o lle n U m lä u fe n e rre ic h t. A n a n d e re r S te ile w u rd e n P ro to n e n b is 6,3 e M V h e rg e s te llt. E in e n in L u f t a u stre te n d e n D e u te ro n e n s tra h l m it d e r E n e rg ie v o n 10,2 e M V je T e ilc h e n z e ig t F ig . 4.
F ig . 3. C y c lo tro n v o n O. E . Lawrence u n d M . St. Livingston in B e rke le y, K a lifo rn ie n .
F ig . 4 D e u te ro n e n s tra h l v o n 10,2 eM V , d u rc h e in dünnes F e n s te r in L u f t au stre te n d , Länge 60 cm C y c lo tro n d e r B io ch e m ica l R esearch F o u n d a tio n des F R A N K L IN -In stitu ts in S w a rth m o re , P ennsylvanien'.
In den V e re in ig te n S taaten s in d ü b e r 30 C y c lo tro n e im B a u o d e r in B e trie b . I n E u ro p a stehen solche A p p a ra te im B e trie b in K o p e n h a g e n , C a m b rid g e , L iv e rp o o l im B au in P a ris , Z ü ric h , S to c k h o lm u n d s o v ie l b e k a n n t, in L e n in g r a d u n d C h a rk o w ! Z w e i C y c lo tro n e b e fin d e n sich in J a p a n , eines im B e trie b , eines im B au. In D e u ts c h la n d s in d z w e i A p p a ra te g e p la n t.
und chemischen U nterricht.
1939. H e ft 3. R . Fl e i s c h m a n n: Da s Ov c l o t r o n. 93
W i r gehen je tz t d a z u ü b e r, d ie E in z e lh e ite n d e r W irk u n g s w e is e u n d des Baues zu besprechen. I n Z iffe r 3 w ir d in sb e so n d e re d e r q u a n tita tiv e Z u sa m m e n h a n g v o n G e s c h w in d ig k e it des T e ilc h e n s , B a h n ra d iu s , m a g n e tis c h e m F e ld u n d H o c h fre q u e n z w e lle n lä n g e 0 b e h a n d e lt, in Z iffe r 4 d e r M a g n e t, in Z iffe r 5 die Y a k u u m k a m m e r des 9 4 -c m -C y e lo tro n s v o n La w r e n c e, in Z if fe r 6 d e r S ender u n d in Z iffe r 7 e in ig e s ü b e r d ie A n w e n d u n g des C y c lo tro n s .
3. R e s o n a n z p r i n z i p u n d I o n e n e r z e u g u n g .
W ie oben schon b e sp ro ch e n , la u fe n d ie zu b e sch le u n ig e n d e n Io n e n a u f K r e is b a h n e n im In n e r n d e r D -fö rm ig e n E le k tro d e n . D e r K rü m m u n g s ra d iu s q eines Io n s v o n d e r G e s c h w in d ig k e it v in einem hom ogenen m a g n e tis c h e n F e ld e d e i In d u k tio n SS i s t 1: q= - v. F e rn e r is t die U m la u fz e it T, bezogen a u f einen v o lle n U m la u f- T = 2 n ' e = * 1 2 ™-- — . Sie is t also u n a b h ä n g ig v o n d e r L in e a rg e s c h w in d ig k e it
v e
des T e ilc h e n s . D a m it R esonanz z w is c h e n d e r F re q u e n z des U m la u fs u n d d e r F re q u e n z des e le k tris c h e n B e s c h le u n ig u n g s fe ld e s b e ste h t, m uß d ie D a u e r e in e r e le k tris c h e n S c h w in g u n g e b e n fa lls g le ic h T sein. D e r Sender m uß also eine W e lle n lä n g e haben, d ie sich aus T = ^ e rg ib t, w o c d ie L ic h tg e s c h w in d ig k e it is t. D a m it fo lg t als R esonanz
b e d in g u n g fü r das C y c lo tro n X • $3 = 2 n c ■ .
F ü r P ro to n e n z. B. w ü rd e d a n a ch R esonanz bestehen b e i dem m a g n e tis c h e n I eld 1 V o lts e c /m 2 (1 0 0 0 0 Gauß) fü r X = 19,5m , fü r D euteronen u n d a -T e ilc h e n b e i g le ich e m M a g n e tfe ld e f ü r A = 39 m .
D ie G e s c h w in d ig k e it d e r T e ilc h e n w ä c h s t be i je d e m Ü b e r tr it t aus d e r e in e n D -fö r m ig e n E le k tro d e in d ie and e re u m den B e tra g d e r z w isch e n den b e id e n E le k tro d e n lie g e n d e n S p a n n u n g . D ie R a d ie n a u fe in a n d e rfo lg e n d e r H a lb k re is b a h n e n v e rh a lte n sich w ie die W u rz e ln aus d e r Z a h le n fo lg e 1, 2, 3, 4, 5, . . . (v g l. u n te n ). D u rc h das B estehen d e r R esonanz zw is c h e n U m la u f u n d e le k tris c h e r W e ch se ls p a n n u n g b le ib t jedes T e ilc h e n in Resonanz, u n a b h ä n g ig d a v o n , in w e lc h e r Phase d e r e le k tris c h e n S p a n n u n g es je w e ils aus e in e r E le k tro d e in d ie a n d e re ü b e rg e h t. G eschieht das z u fä llig im M a x im u m d e i e le k tris c h e n S p a n n u n g , so g e n ü g e n zu m E rre ic h e n e in e r gew issen G e s c h w in d ig k e it o ffe n b a r w e n ig e r U m lä u fe als in a lle n a n d e re n F ä lle n .
B eze ich n e n w ir m it E d ie k in e tis c h e E n e rg ie des T e ilch e n s, gem essen in W attsec, so e rg ib t sich d e r B a h n ra d iu s des T e ilc h e n s aus
]/ 2 E ■ m
e o d e r E g2 • 5B2 ■ e2 2 m
B ezeichnen w ir d ie g le ic h e E n e rg ie , gemessen in e -Y o lt, m it E , dan n is t p2 • 582 e
E ■ - 2 .---.m
A u s d ie se r F o rm e l fo lg t, d a ß e in C y c lo tro n , w e ic h e s e in M a g n e tfe ld m it $B = 1,515 V o lts e c /m 2 (1 5 1 5 0 Gauß) u n d einem a u s n u tz b a re n R a d iu s p = 0,38 m b e s itz t, P ro to n e n b is 16 eM V o d e r D e u te ro n e n b is 8 e M V lie fe rn k a n n . D ie W e lle n lä n g e des S enders m uß in diesen b e id e n F ä lle n n a ch d e r R e s o n a n z b e d in g u n g v e rs c h ie d e n sein. B ei g le ic h e m
X
u n d g le ic h e m D u rch m e sse r des M a g n e tfe ld e s e rh ä lt m a n P ro to n e n m it d e r H ä lfte d e r D e u te ro n e n e n e rg ie u n d b e n ö tig t d a b e i e in h a lb so sta rk e s M a g n e tfe ld . D e r B e tra g1 Maßsystem fü r alle Form eln is t das Volt-Am peresystem m it M eter als Längen-, K ilogram m als Massen- und Sekunde als Z eiteinheit, daher K ra ft in Großdyn ( l Großdyn = 10* dyn, ferner 1 Großdyn • 1 m = 1 kg • 1 = 1 W attsec.) H ie r is t also zu messen g in m, v in m/sec, 58 in Voltsec/m 2 (1 Voltsec/m 2 = 10000 Gauß), Masse des Protons m = 1,65 • 10~27 kg, fü r Deuteronen g ilt (rund) 2 m fü r H elium -Teilchen (rund) 4 m ; w eiter is t die Elem entarladung e = 1,60 • 10 19 * Ampsec, fü r He++ g ilt 2 e; Lichtgeschw indigkeit c = 3 • 108 m/sec. V gl. R . W . Po iil, E inführung m d ie E le ktn zita ts- lehre, 3. und 4. Auflage. (B e rlin , J . Springer.)
94 E . Fl e i s c h m a n n : Da s Cy c l o t b o n. Zeitschrift fü r den physikalischen Zw efandfünfzigster Jahrgang.
der hochfrequenten Wechselspannung geht überhaupt nicht ein. Die erreichbare Teilchen
energie hangt nur von
q. 83 ab. W ill man zu noch größerer Teilchenenergie gelangen a s sie bei den bisherigen Ausführungsformen möglich ist, so muß man erwägen, wo die kleinsten technischen Schwierigkeiten auftreten: bei Vergrößerung von o oder von 45 oder bei einer der Resonanzbedingung entsprechenden Verkleinerung Von / Vorerst laßt sich p noch vergrößern. Bei L
aweenceist ein Cyclotron im Bau mit
d a m it 2 ST T ; ° V ’ 5 2 m ? UrChmeSSer' AUS d e r ^ m e t r i s c h e n G röße k ö n n te m an d a m it die 2,5 fache E n e rg ie d e r T e ilc h e n e rw a rte n . M it e in e m d e ra rtig e n M agnetenkann man auch schwerere Atome (z. B. Stickstoff) auf hohe Energien bringen
• c J G®sichtisPunkte treten jedoch auf, wenn die Teilchenenergie so groß geworden ist, daß die Geschwindigkeitsabhängigkeit der Masse berücksichtigt werden muß Die Vergrößerung der Masse eines Protons von 10 eMV beträgt rund 1%. Einer gewissen mergie- und Impulszunahme entspricht dann eine etwas kleinere Geschwindigkeits
zunahme als bei langsameren Teilchen. Dadurch kommt das Teilchen schließlich außer Phase. Für Protonen tritt das bei etwa 12 eV, für Deuteronen bei etwa 17 eMV und
beste f u l chen H 4 eT e in ' Das s in d die G re n ze n e rg ie n , die v o re rs t im C y c lo tro n b e s te n fa lls e rre ic h t w e rd e n k ö n n e n .Würde innerhalb der Dosen absolutes Vakuum herrschen, so könnte man mit sehi kleiner Amplitude der Hochfrequenzspannung auskommen. Der Betrieb der onenquelle setzt aber einen gewissen Gasdruck, etwa IO“ 4 mm Hg, in der Beschleuni
gungskammer voraus. Größerem Gasdruck entsprechen stärkere Ionenströme und damit größere Intensitäten und umgekehrt. Der Druck darf aber, wie schon erwähnt, nicht so gioß werden, daß selbständige Gasentladung eintritt. Mit dem Gasdruck steigt auch die Wahrscheinlichkeit für Zusammenstöße m it Gasatomen. Man muß daher möglichst große Hochfrequenzspannungen an die Halbdosen legen, um die Zahl der Umlaufe der Teilchen und damit den zu durchlaufenden Gesamtweg zu verkleinern
l Versucht man die Stromstärke im austretenden Teilchenstrom in Abhängigkeit von der Hochtrequenzspannung an den Halbdosen, so findet man eine außerordentlich gioße Zunahme mit der Hochfrequenzspannung. Man erhält also viel bessere Ausbeute wenn die Endenergie der Teilchen in wenigen Umläufen erreicht wird. Die Ursache
a ur liegt in Streu- und vor allem in Umladungsprozessen. Bekanntlich werden Wasserstoff-Kanalstrahlteilchen beim Durchgang durch Gas zum Teil in une-eladene Atome verwandelt. Elektrisch neutral gewordene Teilchen fliegen an die Wand und scheiden aus. Die Umladungswahrscheinlichkeit nimmt ab m it zunehmender Energie der Teilchen. Bewegen sich die Teilchen im Cyclotron infolge kleiner Hochfrequenz
spannung lange mit geringer Energie, so ist die Wahrscheinlichkeit der Umladung sehr groß, die Ausbeute des Cyclotrons also sehr klein; sie steigt stark m it der Hoch frequenzspannung.
. n n n ,g t m a n H e liU m an S te lle v o n g e w ö h n lic h e m o d e r sch w e re m W a s s e rs to ff in as C y c lo tro n , so entstehen e in fa c h o d e r z w e ifa c h g eladene H e liu m te ilc h e n . D ie U m ia d u n g s v o rg ä n g e ha b e n b e i H e liu m z u r F o lg e , daß n u r e in k le in e r B ru c h te il in en a lle in e i w ü n sch te n d o p p e lte n L a d u n g s z u s ta n d (H e + + -T e ilch e n ) g e la n g t. D ie v o m C y c lo tro n m diesem F a lle g e lie fe rte S tro m s tä rk e is t d a h e r v ie l k le in e r als b e i P ro to n e n
o d e r D e u te ro n e n . ue“
i ° ' w iiSt r-' W,' lmt wortlen> daß zur Beschleunigung von Protonen verhältnismäßig kurze Wellenlängen erforderlich sind. Das hat zur Folge, daß die Kapazität der Halbdosen gegenüber der Vakuumkammer besonders gering gehalten werden muß da der kapazitive Nebenschluß und die damit verbundenen Sekundärwirkungen einen Verlust an Hochfrequenzenergie zur Folge haben. Man muß daher den Polabstand des Magneten verhältnismäßig groß machen und die Halbdosen, deren Innenraum allein ausnutzbar ist, verhältnismäßig flach. Die magnetische Feldstärke eines der
art, gen Magneten nimmt etwa wie das Quadrat des Polabstandes ab. Eine Verkleineruno
der lichten Weite der Halbdosen vermindert die Intensität (nicht die Energie!) der
und chemischen U nterricht.
1939. H e ft 3.
E . Fl e i s c h m a n n : Da s Cy c l o t r o n. 95
g e lie fe rte n T e ilc h e n . M a n m u ß d ie b e id e n E in flü s s e g e g e n e in a n d e r a b w ä g e n . W e g e n R ü c k s ic h te n d ie se r A r t w e rd e n d ie M aße im In n e r n d e r V a k u u m k a m m e r etw as v e r schieden g e w ä h lt, w e n n m a n D e u te ro n e n o d e r oc-Teilehen s ta tt P ro to n e n e rzeugen w ill, w e il d a n n m it g rö ß e re r W e lle n lä n g e g e a rb e ite t w ir d .
4. D e r M a g n e t .
D a m it d ie R e s o n a n z b e d in g u n g e r f ü llt w e rd e n k a n n , m uß d e r M a g n e t, w ie e rw ä h n t, eine e rh e b lic h e F e ld s tä rk e b e sitzen. Es k o m m t d a ra u f an, daß das P ro d u k t q ■ 93 m ö g lic h s t g ro ß is t. U m m ö g lic h s t g u te n m a g n e tis c h e n S chluß zu e rh a lte n , w ir d d e r M a g n e t in d e r F o rm m it D o p p e ljo c h g e b a u t, v g l. F ig . 3. D ie P o ls tü c k e tra g e n z w e i g le ic h a rtig e S pulen, d ie sich in g e rin g e m A b s ta n d o b e rh a lb u n d u n te rh a lb des a u s n u tz b a re n I eld- ra u m e s b e fin d e n . B e i d ie s e r A n o rd n u n g tre te n s e itlic h aus den z y lin d ris c h e n P o ls tü c k e n fa s t k e in e u n a u s n ü tz b a re n K r a ft lin ie n aus.
Z w is c h e n den P olschuhen u n d d e r eisernen G ru n d - u n d D e c k p la tte d e r V a k u u m k a m m e r w ir d e in S c h litz p a ra lle l zu ih r e r F lä c h e f r e i gelassen (S h im -S p a lt). Es is t also a u f je d e n d e r P olsch u h e u n te r F re ila s s e n eines k le in e n L u ftz w is c h e n ra u m e s je eine E is e n p la tte a u fg e se tzt, d ie g le ic h z e itig d ie V a k u u m k a m m e r b e g re n z t. Das h a t den Z w e c k , d ie m a g n e tis c h e F e ld v e r te ilu n g n a c h trä g lic h n och b e e influ sse n zu k ö n n e n . Diese F e ld k o r r e k tio n w ir d a u s g e fü h rt, w e n n d e r Io n e n s tra h l b e re its in B e trie b is t. D ie F eld- k o r r e k tio n is t a u ß e ro rd e n tlic h w ic h tig u n d m uß sehr s o rg fä ltig a u s g e fü h rt w e rd e n , w enn d ie g rö ß te n E n e rg ie n e rre ic h t w e rd e n sollen. Genaue R e ch n un g e n ze ig e n, daß das M a g n e tfe ld im M itte lp u n k t e tw a 0 ,9 % g rö ß e r sein s o ll, als d e r R e so n a n zb e d in g u n g e n ts p ric h t u n d n ach außen w ie 1 - 3 • IO “ 3 ^ v e rla u fe n s o ll, w o r d e r A b s ta n d v o m M itte lp u n k t, B d e r R a d iu s b e im A u s tr itt aus den H a lb d o se n is t. D agegen k a n n eine A b w e ic h u n g des F e ld e s v o n d e r K re is s y m m e trie u m 0 ,3 % den a u s tre te n d e n Io n e n s tra h l
a u f Viooo s e in e r In te n s itä t schw ächen.
U m das F e ld 180 0 0 G auß ( l , 8 ^ ) zu e rre ic h e n , b e n ö tig t m a n e tw a 3 0 0 0 0 0 A m p e re - W in d u n g e n . D e r B e trie b des M a g n a te n e rfo rd e rt 30 b is 40 k W . D e r S tro m w ir d v o n e in e m G e n e ra to r m it h o h e r S tro m s tä rk e u n d m ä ß ig e r S p a n n u n g g e lie fe rt. M an k a n n an d e r a u fz u w e n d e n d e n E n e rg ie sparen, in d e m m a n m e h r K u p fe r f ü r d ie S p u le n v e r w e n d e t u n d u m g e k e h rt; es s in d also A n la g e k a p ita l u n d B e trie b s k o s te n g e g e n e in a n d e r
a b zu w äg e n . .... „
D ie W in d u n g e n d e r K u p fe rs p u le n w e rd e n g e w ö h n lic h v o n einem
Flüssigkeitsgeiau
um schlossen, das z u r K ü h lu n g m it ö l g e fü llt w ir d . Dieses w ir d d a n n d u rc h eine P um pe in U m la u f g e h a lte n u n d in e in e m besonderen K ü h le r m it H ilfe v o n W a sse r g e k ü h lt.W ä h re n d des B e trie b e s ä n d e rt sich tr o tz d e r K ü h lu n g d ie T e m p e ra tu r d e r S pulen m e r k lic h u n d d a m it auch d e r e le k tris c h e W id e rs ta n d . U m den S tro m u n d das M a g n e t
fe ld dennoch k o n s ta n t zu h a lte n , w ir d m e is t eine a u to m a tis c h w irk e n d e S te u e rv o rric h tu n g a n g e w a n d t. Ä n d e ru n g des M a g n e tfe ld e s um 0 ,1 % k a n n die T e ilc h e n s tro m s tä rk e a u f 1/mnn v e rm in d e rn .
B e i M a g n e te n s o lch e r G röße m u ß auch d ie D u rc h b ie g u n g des Joches u n te r d e r W ir k u n g d e r m a g n e tisch e n K rä fte , d ie G röße d e r e le k tro d y n a m is c h e n K r ä fte zw ischen den K u p fe rs p u le n u n d Ä h n lic h e s g e n a u in R e c h n u n g g e s te llt w e rd e n .
5. D ie V a k u u m k a m m e r .
D ie fo lg e n d e B e s c h re ib u n g b e z ie h t sich a u f d ie K a m m e r des 37 -in c h -C y c lo tro n s I n B e rk e le y . D iese is t im Q u e rs c h n itt in F ig . 5 d a rg e s te llt. W ir besprechen d ie T e ile in d e r R e ih e n fo lg e d e r A n sä tze in d e r F ig u r v o n lin k s b e g in n e n d . F ig . 6 g ib t die A n s ic h t e in e r ä h n lic h e n K a m m e r.
D ie V a k u u m k a m m e r ( „ t a n k “ ) w ir d oben u n d u n te n d u rc h je eine E is e n p la tte b e g re n z t. Z w is c h e n d ie se r u n d den P o ls tü c k e n des M a g n e te n b le ib t, w ie m Z iffe r 4
R . Fl e i s c h m a n n : Da s Cy c l o t k o n Zeitschrift fü r den physikalische _________________________________ ___ ' Zweiundfünfzigster Jahrgang.
ei w ä h n t, ein s c h m a le r S p a lt fr e i. F ü r den ü b rig e n T e il d e r K a m m e r w ir d u n m a g n e ti
sches M a te ria l v e rw e n d e t. D ie S e ite n w a n d w ir d m e is t ans g e ro llte m M e ssin g b le ch le rg e s te llt, te ilw e is e auch aus Guß. Im In n e r n b e fin d e n sich, g e tra g e n v o n G la s is o la to re n , die D -fö rm ig e n H a lb d o s e n (the dees o d e r D ’s). N a c h außen fü h r t je e in A n s c h lu ß s ta b fü r d ie H o c h fre q u e n z . D ie H a lb d o s e n w e rd e n m it W a s s e r g e k ü h lt.
B e i den A n s c h lu ß s tä b e n s in d als Is o la to re n G la s b irn e n v e rw e n d e t, die m it K u p fe r ro h re n v e rs c h m o lz e n s in d . In d e r F ig . 5 e rk e n n t m a n lin k s d ie beiden H a lte r fü r d ie A n sch lu ß stä b e . In dem g lo c k e n fö rm ig e n T e il g a n z lin k s b e fin d e t sich eine A r t D re ifu ß m it S chrauben, m it dessen H ilfe d ie H a lb d o s e n ju s tie r t w e rd e n . Z w is c h e n b e id e n A n s ä tz e n b e fin d e t sich eine aus z w e i W in d u n g e n bestehende H o c h fre q u e n z s p u le zu m A n k o p p e ln d e r W e ch se lsp an n u n g .
K a m m e , des 37- iJ c> j-C y c lo tro n s in B e rk e le y ; A u fs ic h t u n d S e ite n riß . L in k s d ie A nschlüsse zu den H albd osen ; w e ite r oben: Z u fü h ru n g z u r Io n e n q u e lle , P u m p stu tze n , H a lte r de r A b le n k p la tte - re ch ts d i e V “ f ü r die zu be strah le nde n S to ffe ; lin k s u n te rh a lb de r Anschlüsse zu den H a lb d o se n : Sonde z u r Messung dm
H o chfrequ enzsp ann ung de r H albd osen , noch w e ite r u n te n der A n s c h lu ß d e r A u s frie rta s c h e
N e u e rd in g s w ir d d e r A n s c h lu ß d e r H o c h fre q u e n z a n d e rs a u s g e fü h rt D ie neue A r t (angegeben v o n Du n n i n g) w ir d w a h rs c h e in lic h in Z u k u n ft a llg e m e in g e b ra u c h t w e rd e n . Sie e rm ö g lic h t 1. höh e re W e ch se ls p a n n u n g b e i g le ic h e r S e n d e rle is tu n g ; 2. k le in e re Is o la to re n , da diese n u rm e h r m it einem k le in e n B r u c h te il d e r S p itze n Spannung b e la ste t w e rd e n ; 3. A n s c h lu ß d e r H o c h fre q u e n z b e i n ie d rig e m P o te n tia l:
4. Z u- u n d A b flu ß des K ü h lw a s s e rs d e r H a lb d o s e n an e in e m P u n k t m it E rd p o te n tia l u n d 5. le ic h te re J u s tie ru n g d e r H a lb d o s e n . D as w ir d e rre ic h t, in d e m d ie „S p u le “ d u rc h eine S ch le ife aus d ic k e m K u p fe rr o h r e rs e tz t w ir d (F ig . 7). D ie S ch le ife sa m t den H a lb d o s e n v e rh ä lt sich h e i g e e ig n e te r L ä n g e d e r S ch le ife w ie e in LECHEBsches D ra h ts y s te m v o n 1/ i W e lle n lä n g e . D as S ystem is t in R e so n a n z; am einen E nde (an den H a lb d o s e n ) lie g t e in S pannungsbauch, am a n d e re n E n d e (an d e r S ch le ife ) ein S p a n n u n g s k n o te n , b e i dem g e e rd e t w ir d . D ie is o lie rte D u rc h fü h ru n g in s V a k u u m b e fin d e t s ich n och z ie m lic h nahe an dem S p a n n u n g s k n o te n , w ir d also n u r m it einem B ru c h te il d e r S p itz e n s p a n n u n g d e r H a lb d o s e n , d ie e tw a 1 0 0 0 0 0 V o lt b e trä g t, b e la ste t.
H ö h e re W e c h s e ls p a n n u n g e n tste h t d u rc h d ie R esonanz des System s u n d w e il d e r OHMsche W id e rs ta n d d e r S ch le ife d u rc h V e rw e n d u n g d ic k e r R o h re s e h r v e r k le in e r t w e rd e n k a n n . E r is t b e k a n n tlic h fü r H o c h fre q u e n z w e g e n d e r A b d rä n g u n g d e r S tro m fä d e n z u r O b e rflä ch e (H a u tw irk u n g ) sehr v ie l g rö ß e r als f ü r G le ic h s tro m . D e r H o c h
und chemischen U nterricht.
1939. H e ft 3. R . Fl e i s c h m a n n: Da s Cy c l o t r o n. 97
fre q u e n z s tro m des S enders w ir d g a lv a n is c h o d e r d u rc h eine S ch le ife m it g e rin g e r Im p e d anz ü b e rtra g e n . D iese lie g t im S e n d e rk re is , b e fin d e t sich a b e r n ic h t a u f R esonanz.
D e r nächste A n s a tz — in F ig . 5 w e ite r oben — fü h r t z u r lo n e n q u e lle . D iese b e fin d e t sich zw isch e n den H a lb d o s e n an e in e r S te lle nahe b e i d e re n M itte lp u n k t. B ei den m e iste n C y c lo tro n e n be ste h t sie aus einem G lü h d ra h t, v o n dem E le k tro n e n d u rc h den R a u m z w is c h e n den H a lb d o s e n gehen. D e r G lü h d ra h t b e steht aus W o lfra m . E r is t e in g e k le m m t in w a s s e rg e k ü h lte H a lte r u n d w ir d m it H o c h fre q u e n z ge h e izt, um E rs c h ü tte ru n g e n d u rc h d ie K r ä fte im
M a g n e tfe ld e zu v e rm e id e n . D e r G lü h d ra h t b e fin d e t sich a u f e in ig e n h u n d e rt V o lt n e g a tiv e r G le ic h s p a n n u n g . D ie aus
gesa n d te n E le k tro n e n la u fe n a u f engen S p ira lb a h n e n e n tla n g d e r R ic h tu n g des m a g n e tis c h e n F e ld e s, also q u e r d u rc h d ie H a lb d o s e n . Sie tre ffe n s c h lie ß lic h a u f eine w a s s e rg e k ü h lte P la tte , ü b e r d ie sie a b flie ß e n k ö n n e n . A u f ih re m W e g io n is ie re n sie das v e rd ü n n te Gas, das e tw a 10-4 m m D r u c k b e s itz t. D e n G as
d ru c k e rh ä lt m a n a u fre c h t, in d e m m an d a u e rn d etw as Gas Z uström en lä ß t u n d
F ig . 6. A n s ic h t e in e r B eschleunigungskam m er, D e c k p la tte e n tfe rn t.
g le ic h z e itig p u m p t.
N e u e rd in g s w u rd e s ta tt d ie s e rlo n e n - q u e lle e in K a p illa r b o g e n zw isch e n den
H a lb d o s e n a u fg e s te llt. E r lie fe r t eine v ie l g rö ß e re Z a h l Io n e n u n d e rh ö h t d a m it den T e ilc h e n s tro m im C y c lo tro n b e i sonst u n v e rä n d e rte n B e trie b s b e d in g u n g e n g a n z e rh e b lic h . D ie Io n e n sta m m e n aus dem P la s m a d e r G a s e n tla d u n g u n d b e sitze n d a h e r fa s t k e in e G e s c h w in d ig k e it. Sie w e rd e n v o m W e c h s e lfe ld e zw isch e n den H a lb d o s e n e rfa ß t u n d b e s c h le u n ig t. E in V o rz u g d ie s e r Io n e n q u e lle is t d e r fa s t p u n k tfö rm ig e E n t
s te h u n g s b e re ic h d e r Io n e n u n d besseres V a k u u m in d e r B e s c h le u n ig u n g s k a m m e r.
D e r nächste A n s a tz in d e r F ig u r is t r
—i— £ 3 r
T>
F ig . 7. A n sch lu ß d e r H o ch fre q u e n z. Das S ystem aus H a lb d o se n u n d S chleife is t in R esonanz u n d s c h w in g t m i t A/4. B e i E b e fin d e t s ich e in S pannungsknoten, be i
dem geerdet w ird .
d ie P u m p le itu n g . Es h a t sich g e z e ig t, daß das P u m p s y s te m eine S a u g le is tu n g v o n e tw a 100 1/sec b e s itz e n m uß , u m auch p lö tz lic h e G asausbrüche aus den E le k tro d e n b e w ä ltig e n zu k ö n n e n . Es besteht aus e in e r V o rp u m p e u n d e in e m A g g re g a t v o n h in te re in a n d e r gesch a lte te n H g - o d e r Ö ld iffu s io n s p u m p e n . D u rc h ein e n H a h n
k a n n das P u m p s y s te m v o n d e r K a m m e r g e tre n n t w e rd e n . M a n k a n n d a m it na ch E rre ic h e n des e rfo rd e rlic h e n V a k u u m s d ie P u m p g e s c h w in d ig k e it d ro s s e ln u n d gegen den G aszu stro m a b g le ich e n .
D e r nächste A n s a tz d ie n t z u r E in fü h ru n g d e r A b le n k e le k tro d e . D e r H a lte r d e r E le k tro d e lä ß t sich in n e rh a lb g e w is s e r G re n ze n z u r J u s tie ru n g m it H ilfe z w e ie r e la s ti
scher T o m b a k ro h re v e rsch ie b e n . D ie A b le n k e le k tro d e w ir d a u f e tw a 7 5 0 0 0 V o lt g e b ra c h t.
A ls Is o la to r d ie n t w ie d e r H a rtg la s . Es k o m m t v o r, daß dieses sich u n te r d e r E in w ir k u n g des H o c h fre q u e n z fe ld e s , das v o n den H a lb d o s e n ü b e rg re ift, in fo lg e d ie le k t r i
scher V e rlu s te s ta rk e rw ä rm t, so daß das G las s c h lie ß lic h le itfä h ig w ir d . B e i g ro ß e r S tro m s tä rk e im C y c lo tro n m uß d ie A b le n k p la tte m it Ö l g e k ü h lt w e rd e n . A n d e r A b le n k e le k tro d e t r i t t le ic h t Z e rs tä u b u n g des M e ta lls a u f. I h r g e g e n ü b e r is t d ie I la lb - dose a u sg e sp a rt u n d m it M o ly b d ä n b le c h b e le g t. S elbst be i s e h r g u te r J u s tie ru n g g e lin g t es n ic h t g anz zu v e rm e id e n , daß d e r a u stre te n d e S tra h l d ie A b le n k e le k tro d e o d e r das M o ly b d ä n b le c h s tre ift. D a b e i w ir d das M o ly b d ä n e rh itz t u n d v e rb ie g t sich le ic h t.
98 E . Fl e i s c h m a n n : Da s Cy c l o t r o n. Zeitschrift fü r den physikalischen Zweiundfünfzigster Jahrgang.
Solche u n d ä h n lic h e N e b e n w irk u n g e n tre te n im C y c lo tro n an v e rsch ie d e n e n S te lle n a u f u n d k ö n n e n u n a n g e n e h m e S tö ru n g e n v e ru rs a c h e n .
D e r nächste A n s a tz e n th ä lt d ie zu b e s tra h le n d e S ubstanz. I n d e r F ig u r e rk e n n t m a n eine v o n außen b e w e g lic h e K la p p e , d ie ein e n k le in e n T e ilra u m a b sch lie ß t, in dem sich die zu b e s tra h le n d e S ubstanz ( „ ta r g e t“ ) a u f e in e r a u sw e chse lb a re n P la tte b e fin d e t. D ie K la p p e e rm ö g lic h t das A u sw e ch se ln u n te r A u fre c h te rh a ltu n g des V a k u u m s im C y c lo tro n . D e r äußere T e ilra u m w ir d n a ch dem A u sw e ch se ln m it e in e r ro tie re n d e n P um pe a u sg e p u m p t u n d e rs t d a n n d ie V e rb in d u n g z u r V a k u u m k a m m e r w ie d e r g e ö ffn e t.
F ü r v ie le V e rw e n d u n g s z w e c k e des C y c lo tro n s k o m m t es s e h r d a ra u f an, d ie Z e it, die z u m A u sw e ch se ln e rfo rd e rlic h i st , m ö g lic h s t k le in zu h a lte n , so beso n d e rs, w e n n k ü n s tlic h ra d io a k tiv e S ubstanzen m it k le in e r H a lb w e rtz e it e rz e u g t w e rd e n . I n A u s n a h m e fä lle n k a n n m a n d ie s ch n e lle n T e ilc h e n d u rc h ein F e n s te r, m e is t aus d ü n n e m P la tin b le c h , in d ie L u f t a u s tre te n lassen (v g l. F ig . 4).
S c h lie ß lic h is t n och eine A u s frie rta s c h e zu e rk e n n e n . Sie w ir d in flü ssig e L u f t g e ta u c h t u n d h a t d e n Z w e c k , D ä m p fe zu b e se itig e n , in sb e son d e re b e im e rs tm a lig e n A u s p u m p e n . D a n n fo lg t n och eine E le k tro d e , d ie als Sonde z u r M essung d e r H o c h fre q u e n z s p a n n u n g d ie n t. S c h lie ß lic h s in d no ch R a d k rä n z e zu e rk e n n e n , m it d e re n H ilfe d ie K a m m e r aus den M a g n e tp o le n he ra u sg e zo g e n w ir d . D e r R a u m im B ild e re ch ts u n te n is t fr e i v o n Z u le itu n g e n . D as g e sch ie h t in d e r A b s ic h t, den a u s tre te n d e n T e ilc h e n s tra h l in g rö ß e re A b s tä n d e v o m C y c lo tro n w e ite rle ite n zu k ö n n e n . D a b e i m uß e r v o rh e r d u rc h e in M a g n e tfe ld w ie d e r fo k u s ie rt w e rd e n , da das e le k tris c h e A b le n k fe ld ih n a u s e in a n d e r fü h r t.
6. D e r S e n d e r .
Z u r v o lls tä n d ig e n B e s c h re ib u n g des C y c lo tro n s g e h ö rt auch d ie B e s c h re ib u n g eines K u rz w e lle n s e n d e rs . B e i d e r h e u tig e n a llg e m e in e n K e n n tn is ü b e r H o c h fre q u e n z te c h n ik w ä re es a b e r eine u n n ö tig e W ie d e rh o lu n g v o n B e k a n n te m , w e n n a n d ie s e r S te lle ein S ender in a lle r A u s fü h r lic h k e it b e sch rie b e n w ü rd e .
Z u m B e trie b e des C y c lo tro n s p fle g t e in K u rz w e lle n s e n d e r in G e g e n ta k ts c h a ltu n g fü r passende W e lle n lä n g e u n d 30 b is 50 k W H o c h fre q u e n z le is tu n g v e rw e n d e t zu w e rd e n . A m e in fa c h s te n is t e in S ender m it S e lb s te rre g u n g . M a n k a n n d a m it ausre ich e n d e K o n s ta n z e rz ie le n . E in m e h rs tu fig e r, e v e n tu e ll k ris ta llg e s te u e rte r S e nder b e s itz t z w a r gew isse V o rz ü g e , a b e r a uch N a c h te ile . Es s c h e in t z u r Z e it, daß dem e in fa c h e re n s e lb s te rre g te n S ender d e r V o rz u g zu geben is t. D e r S e nder m uß ro b u s t g e b a u t sein, d. h. e r m u ß auch e in m a l eine p lö tz lic h e Ü b e rb e la s tu n g v e rtra g e n . A u c h e m p fie h lt es sich n ic h t, abgeschm olzene S e n d e rö h re n zu v e rw e n d e n ; s ta tt dessen setzt m a n diese lie b e r a u f eine D iffu s io n s p u m p e , d ie in B e trie b g e h a lte n w ir d , solange d e r S ender lä u ft. A n solchen R ö h re n s in d R e p a ra tu re n le ic h t m ö g lic h .
D e r aus dem C y c lo tro n in B e rk e le y a u stre te n d e S tra h l s te llt eine L e is tu n g v o n r u n d 1 k W d a r. D u rc h besondere V e rsu ch e k a n n m a n zeigen, daß e in w e ite re r T e ilc h e n s tro m v o n e tw a 7 k W in d e r V a k u u m k a m m e r u m lä u ft, ohne d e n A u s tritts s p a lt zu tre ffe n . Es h a n d e lt sich also u m e in e n b e trä c h tlic h e n T e il d e r v o m S e nder g e lie fe rte n E n e rg ie . D e r g e s a m t e N u tz e ffe k t des C y c lo tro n s is t z ie m lic h g e rin g , w e il die ga n ze in den M a g n e te n g e s te c k te E n e rg ie als V e rlu s tle is tu n g zu b e tra c h te n ist.
7. A n w e n d u n g e n .
Das C y c lo tro n d ie n t dazu, P r o t o n e n , D e u t e r o n e n u n d a - T e i l c h e n m it sehr h o h e r E n e rg ie zu e rzeugen. A u c h d ie e rre ic h b a re In te n s itä t is t sehr g ro ß . D ie S tro m s tä rk e v o n n u r w e n ig e n M ik ro a m p e re d a rf k e in e T ä u s c h u n g h e rv o rru fe n . Z u m V e r g le ic h sei d a ra n e rin n e rt, daß 1 g R a d iu m in je d e r S ekunde 3,6 • 1010 a -T e ilc h e n aussendet. D a je d e s T e ilc h e n d ie L a d u n g 2 • 1,60 • 10-19 A m p se c m it sich trä g t, w ü rd e das e in e n S tro m v o n 0 ,012 /,«A bedeuten. E in C y c lo tro n d a g e g e n lie fe r t an a -T e ilc h e n e in e n S tro m b is 1 ,«A , also das 9 0 fa ch e , an P ro to n e n u n d D e u te ro n e n b is e tw a 100 / / A .
und chemischen U nterricht.
1939. H e ft 3. R . Fl e i s c h m a n n: Da s Cy c l o t r o n. 99
M it n a tü rlic h e n a -S tra h le n lä ß t sich U m w a n d lu n g b e i E le m e n te n m it e in e r O r d n u n g s z a h l b is höchstens 20 (Ca) e rz ie le n . B e i g rö ß e re r O rd n u n g s z a h l v e rh in d e rt d ie e le k tris c h e A b s to ß u n g z w is c h e n d e r p o s itiv e n L a d u n g des b e s tra h lte n K e rn s u n d d e r L a d u n g des oc-Teilchens eine g e n ü gende A n n ä h e ru n g . D a m it dem C y c lo tro n heute b e re its a -E n e rg ie n v o n 16 e M V e rre ic h t sind, so k o n n te n d a m it schon E le m e n te b is z u r O rd n u n g s z a h l 53 (J) u m g e w a n d e lt w e rd e n .
P ro to n e n u n d D e u te ro n e n lie fe r t uns die N a tu r n ic h t in h a n d lic h e r I o rm . M it H o e h spa n n u n g sa n la g e n h a t m a n E n e rg ie n v o n 2 b is 3 e M V e rre ic h t. D as C y c lo tro n lie fe r t dagegen heute P ro to n e n bis 6,3 eM V , D e u te ro n e n b is 10 eM V . D a diese T e ilc h e n n u r e in fa c h p o s itiv g e la d e n sind, is t d ie A b s to ß u n g s k ra ft des A to m k e rn s n u r h a lb so g ro ß w ie f ü r oc-Teilclien. M a n k a n n d a m it b e re its heute im ganzen P e rio d is c h e n S ystem U m w a n d lu n g e rre ic h e n . M it D e u te ro n e n w u rd e als E le m e n t m it d e r höchsten O rd n u n g s zahl W is m u t (Z = 83) u m g e w a n d e lt.
A ls P ro d u k t g e w isse r U m w a n d lu n g e n entstehen au ch N e u t r o n e n . D iese T e ilc h e n e tw a m it g le ic h e r Masse w ie das W a s s e rs to ffa to m , a b e r ohne K e rn la d u n g — kö n n e n in je d e n K e rn le ic h t e in d rin g e n , da k e in e e le k tris c h e A b s to ß u n g e in tr itt. Ebenso k ö n n e n N e u tro n e n le ic h t aus K e rn e n a u stre te n , da f ü r sie d ie e le k tris c h e P o te n tia l
s ch w e lle n ic h t e x is tie rt. A u ß e ro rd e n tlic h v ie le Prozesse fü h re n d a h e r z u r E n ts te h u n g v o n N e u tro n e n . A u c h w e n n m a n es g a r n ic h t w ü n s c h t, w e rd e n v o m C y c lo tro n rie s ig e M e ngen N e u tro n e n ausgesandt, d ie d u rc h U m w a n d lu n g s p ro z e s s e im In n e r n d e r V a k u u m k a m m e r entstehen.
N e u tro n e n in g ro ß e r In te n s itä t hab e n eine s ta rk e b io lo g is c h e W ir k u n g . Sie ru fe n ä h n lic h e Z e rs tö ru n g e n h e rv o r w ie in te n s iv e R ö n tg e n s tra h le n . D ie W ir k u n g b e ru h t a u f d e r E n ts te h u n g v o n P ro to n e n d u rc h elastischen Stoß d e r N e u tro n e n gegen W a s s e rs to ff - k e rn e . W e r m it dem C y c lo tro n a rb e ite t, m uß sich d a h e r m ö g lic h s t v o r d e r N e u tro n e n b e s tra h lu n g schützen. Z u r A b s c h irm u n g d e r N e u tro n e n dienen' g ro ß e W a s s e rb e h ä lte r m it e in e r W a s s e rs c h ic h t v o n 50 b is 100 cm .
B e k a n n tlic h is t e in G em isch aus R a d iu m o d e r R a d iu m e m a n a tio n u n d B e r y lliu m eine in te n s iv e N e u tro n e n q u e lle . 100 m g R a d iu m + B e r y lliu m lie fe rn fü r d ie m e iste n Z w e c k e eine re ic h lic h e In te n s itä t. M it dem C y c lo tro n lassen sich d a g egen bei Bestrahlung- g e e ig n e te r S to ffe N e u tro n e n -In te n s itä te n e rz e u g e n , d ie e in e m G em isch v o n 100 k g (1 D o p p e lz e n tn e r) R a d iu m m it B e r y lliu m e n tsprechen w ü rd e n . A u ß e rd e m lassen sich N e u tro n e n -E n e rg ie n ü b e r 20 e M V m it g ro ß e r In te n s itä t e rre ic h e n , w ä h re n d R a + Be im w e s e n tlic h e n N e u tro n e n m it 3 b is 7 e M V u n d in sehr g e rin g e r M enge solche bis
11 eM V lie fe rt.
Das P ro d u k t d e r U m w a n d lu n g s in d e n tw e d e r A to m e m it s ta b ile n b e k a n n te n K e rn e n o d e r solche m it neuen ra d io a k tiv e n K e rn e n . B esonders w ic h tig s in d d ie ra d io a k tiv e n P ro d u k te . D ie M e ngen k ü n s tlic h e r r a d io a k tiv e r S to ffe s in d g e w ic h ts m ä ß ig n a tü r lic h g e rin g . M a n k e n n z e ic h n e t ih re M enge besser d u rc h ih re S tra h lu n g s e ig e n s c h a fte n . M it dem C y c lo tro n is t ra d io a k tiv e s N a triu m m it dem A to m g e w ic h t 24 b e re its in e in e r solchen M enge h e rg e s te llt w o rd e n , daß es ebenso s ta rk e y -S tra h lu n g aussendet w ie 500 m g Ra. Im In n e r n des C y c lo tro n s , an den H a lb d o se n , e n ts ta n d ra d io a k tiv e s K u p fe r so g a r m it e in e r S tra h lu n g w ie 10 g R a. D a s ta b ile u n d r a d io a k tiv e Iso to p e eines E le m e n ts d ie g le ic h e n chem ischen E ig e n s c h a fte n b e sitzen, lassen sich m it H ilfe d e r k ü n s tlic h ra d io a k tiv e n S toffe z a h lre ic h e b is h e r u n lö s b a re F ra g e n le ic h t b e a rb e ite n , v o r a lle m v ie le p h y s io lo g is c h e F ra g e n ü b e r den S to ffw e ch se l, chem ische F ra g e n ü b e r den A u s ta u s c h v o n A to m e n u n d m anches a ndere. M an v e rw e n d e t d a zu S toffe, d ie ein e n gew issen B ru c h te il an ra d io a k tiv e n Is o to p e n e n th a lte n . D iese r a d io a k tiv e n A to m e s in d d u rc h ih re S tra h lu n g s e ig e n s c h a ft „ m a r k ie r t “ , u n d m a n k a n n ih re n A u fe n th a lts o rt v e r fo lg e n . Z. B. k o n n te m a n d ie G e s c h w in d ig k e it u n te rs u c h e n , m it d e r das N a triu m des K o ch sa lze s aus dem M agen ü b e r den B lu tk re is la u f in a n d e re K ö rp e rte ile , z. B. die H a n d , g e la n g t. D e r N a c h w e is geschah d u rc h M essung d e r r a d io a k tiv e n y -S tra h le n
100 Kl e i n e Mi t t e i l u n g e n. Zeitschrift für den physikalischen Zweiundfünfzigster Jahrgang.
des N a 24. D a diese r a d io a k tiv e n Stoffe v o lls tä n d ig u n g iftig u n d n ach e in e r z ie m lic h k u rz e n Z e it v o lls tä n d ig z e rfa lle n sin d , is t d a m it k e in e G e fa h r v e rb u n d e n .
D a m it d ü rfte g e n ü g e n d a n g e d e u te t sein, daß das C y c lo tro n heute u n d in Z u k u n ft zu ein e m d e r w ic h tig s te n H ilfs m itte l d e r F o rs c h u n g , u n d z w a r n ic h t n u r d e r p h y s i
k a lis c h e n , g e h ö re n w ird .
Kleine Mitteilungen.
Bromierung von Hexan.
Von D r. W . Flörko in Gießen.
D ie B ro m ie ru n g eines g e s ä ttig te n K o h le n w a s s e rs to ffs h a t m e th o d isch e B e d e u tu n g , u m den U n te rs c h ie d d e r S u b s titu tio n u n d A d d itio n k la r zu s te lle n u n d so das g e g e n s ä tz lic h e V e rh a lte n d e r u n g e s ä ttig te n u n d g e s ä ttig te n K o h le n w a s s e rs to ffe zu ze ig e n. W ä h re n d die A d d itio n v o n B ro m an Ä th y le n u n s c h w e r zu zeigen is t u n d auch d ie D a rste llu n g - g rö ß e re r M e ngen v o n Ä th y le n b ro m id k e in e S c h w ie rig k e ite n m a ch t, v e r lä u ft d ie E in w ir k u n g v o n C h lo r a u f M e than, d ie g e w ö h n lic h z u r E rlä u te ru n g d e r S u b s titu tio n g e m a c h t w ir d , n ic h t so, daß sie ein e in d e u tig e s E rg e b n is lie fe rt. L ä ß t m a n das C h lo r- M e th a n g e m e n g e d u rc h E n tz ü n d u n g a b b re n n e n , so s tö rt d ie K u ß a b s c h e id u n g . Ü b e rlä ß t m a n es im z e rs tre u te n T a g e s lic h t d e r la n g s a m e n V e re in ig u n g , d a n n k a n n m a n w o h l den V e rb ra u c h des C h lo rs u n d auch d ie B ild u n g vo n C h lo rw a s s e rs to ff n a ch w eise n , d a g egen g e lin g t es n ic h t, das R e a k tio n s p ro d u k t selbst zu fassen. Besser is t es deshalb, an S telle des M ethans e in e n a n d e re n A u s g a n g s s to ff zu nehm en. D a z u g e e ig n e t is t das H e x a n .
H e x a n is t zu n ie d rig e m P reise heute k ä u flic h . D as P rä p a ra t, das ic h b e n u tzte , sta m m te v o n d e r S c h e r i n g A .G ., B e rlin . Es is t ein P e tro le u m d e s tilla t. N a ch den A n g a b e n d e r F ir m a d e s tillie r t es b e i 67° bis 70° ü b e r. N o rm a le s H e x a n sie d e t b e i 68,9°, 3 -M e th y l- p e n ta n b e i 63° bis 65° (748 m m ). D a d ie ü b rig e n Is o m e re n b e trä c h tlic h n ie d rig e r sieden, w e rd e n d ie b e id en e rw ä h n te n K o h le n w a s s e rs to ffe in d e r H a u p tsa ch e v o rh a n d e n sein.
A ro m a te n s in d höchstens in S p u re n v o rh a n d e n . U n g e s ä ttig te K o h le n w a s s e rs to ffe s in d n ic h t n a ch zu w e ise n . D e m n a ch k a n n fü r den v o rlie g e n d e n Z w e c k diese P e tro le u m fr a k tio n als H e x a n b e ze ich n e t w e rd e n .
Dieses H e x a n lä ß t s ich n u n im L ic h te sehr le ic h t b ro m ie re n . M an b r in g t in ein P rü fg la s 10 b is 15 ccm H e x a n u n d fü g t etwas B ro m h in z u . Im D u n k e ln o d e r im m ä ß ig e rle u c h te te n R aum e g e sch ieh t n ic h ts . Im S o n n e n lic h t o d e r auch im z e rs tre u te n T a g e s lic h t eines so n n ige n S o m m e rta g s u n d im L ic h t e in e r 5 0 0 -W a ttla m p e e rfo lg t s o fo rt eine le b h a fte R e a k tio n , b e i d e r das B ro m v e rb ra u c h t w ir d u n d g ro ß e M e ngen B ro m w a s s e r
s to ff e n tw e iche n . Is t d ie F lü s s ig k e it w ie d e r fa rb lo s g e w o rd e n , d a n n g ib t m a n w e ite re s Bi om h in z u . So fä h r t m a n fo r t, b is d e r B ro m v e rb ra u c h a llm ä h lic h im m e r la n g s a m e r e rfo lg t u n d s c h lie ß lic h zu la n g e Z e it in A n s p ru c h n im m t. Das R e a k tio n s p ro d u k t w ä s c h t m a n im P rü fg la s zu n ä ch st m it N a tro n la u g e , u m den B ro m w a s s e rs to ff, d e r in d e r F lü s s ig k e it g e lö st is t, u n d a lle n fa lls noch n ic h t v o lls tä n d ig v e rb ra u c h te s B ro m zu e n tfe rn e n . D a ta u f w ir d e in ig e m a le m it W a sse r gew aschen. D ie W a s c h flü s s ig k e it h e b e rt m a n je d e s m a l m ö g lic h s t v o lls tä n d ig ab. In einem k le in e n H a h n tric h te r tr e n n t m a n d a n n das B ro m h e x a n v o n dem le tz te n W a sch w a sse r v o lls tä n d ig ab u n d tro c k n e t d u rc h Z ugabe e in ig e r C a lc iu m c h lo rid k ö rn c h e n . M a n e rh ä lt eine fa rb lo s e , e ig e n tü m lic h rie ch e n d e F lü s s ig k e it, d e re n W ic h te w e s e n tlic h g rö ß e r als d ie des W assers is t. G e ru ch u n d W ic h te lassen e rk e n n e n , daß n ic h t m e h r H e x a n v o rlie g t. D ie B e ils te in p ro b e z e ig t, daß ein H a lo g e n - a b k ö m m lin g e n ts ta n d e n ist.
Das R e a k tio n s p ro d u k t e n th ä lt, w e n n m a n d ie B ro m ie ru n g n ic h t zu la n g e ausdehnt, stets noch u n v e rä n d e rte s H e x a n b e ig e m e n g t, w ie m a n sich d u rc h D e s tilla tio n ü b e r
zeugen k a n n . B e im Stehen fin d e t n a ch e in ig e n W o c h e n eine a llm ä h lic h e Z e rs e tz u n g u n te r B ro m w a s s e rs to ffb ild u n g u n d A b s c h e id u n g e in e r s ch w a rze n , s c h m ie rig e n Masse s ta tt. D e r B ro m w a s s e rs to ff b le ib t in d e r F lü s s ig k e it g elöst, d ie w ie das H e x a n d a fü r
