Portal de Periódicos da CAPES

Diffusion of radioactive cesium in polycrystalline ice

1970; Wiley; Volume: 2; Issue: 4 Linguagem: Inglês

10.1002/pssa.19700020421

1521-396X

H. H. G. Jellinek, K. Južnič,

Advanced NMR Techniques and Applications

The diffusion of radioactive 137Cs-ions in pure polycrystalline ice and polycrystalline ice containing various concentrations of CsCl has been measured. Pure ice shows only grain boundary diffusion. The activation energy for this diffusion is similar to those for dielectric relaxation time and grain boundary viscosity. This suggests that the mechanism of the grain boundary diffusion is similar to those of dielectric relaxation and viscous flow. Ice doped with CsCl shows an approximately linear decrease of grain boundary diffusion coefficients and activation energies with increasing electrolyte concentration. In the doped ice, lattice diffusion appears to be contaminated with some grain boundary diffusion. The activation energies for lattice diffusion are fairly insensitive to electrolyte concentration. — The conclusion is made that grain boundaries in ice behave similar to water, a “structured” liquid, but have an appreciable viscosity. A vacancy mechanism is operative for grain boundary diffusion, as the theory of absolute reaction rates can be applied successfully to this system. Die Diffusion radioaktiver 137Cs-Ionen in reinem und CsCl in verschiedenen Konzentrationen enthaltendem Eis wurde gemessen. Reines Eis weist nur Korngrenzendiffusion auf. Die Aktivierungsenergie dieser Diffusion ist annähernd gleich der für die dielektrische Relaxation und die Korngrenzenviskosität. Das legt nahe, für die Korngrenzendiffusion einen ähnlichen Mechanismus anzunehmen wie für die dielektrische Relaxation und die laminare Strömung. CsCl-dotiertes Eis zeigt einen nahezu linearen Abfall der Korngrenzendiffusionskoeffizienten und der Aktivierungsenergie mit steigender Elektrolytkonzentration. In dotiertem Eis scheint die Gitterdiffusion mit der Korngrenzendiffusion zu verschmelzen. Die Aktivierungsenergien der Gitterdiffusion sind gegenüber der Elektrolytkonzentration nahezu unempfindlich. Die Korngrenzen von Eis verhalten sich ähnlich wie Wasser, eine „strukturierte Flüssigkeit”︁, haben jedoch beträchtliche Zähigkeit. Für die Korngrenzendiffusion ist ein Leerstellenmechanismus wirksam, da die Theorie der absoluten Reaktionsraten auf dieses System erfolgreich angewendet werden kann.