Neutron activation analysis of a silicon crystal highly enriched in 28Si

La purezza del cristallo di silicio monoisotopico di 28Si utilizzato per la determinazione della costante di Avogadro è fondamentale per limitare errori sistematici o una sottovalutazione dell’incertezza. In questo contesto abbiamo sviluppato un metodo analitico basato sull’attivazione neutronica e precedentemente applicato ad un campione del cristallo di silicio naturale Avogadro WASO 04. Il metodo è stato esteso a cinquantanove elementi e applicato ad un cristallo di silicio molto arricchito in 28Si. I risultati dell’analisi hanno mostrato una significativa contaminazione di 76Ge, frazione di massa di (2.98 ± 0.08) × 10-7, e tracce di 71Ga, 75As, 169Tm, 176Lu, 181Ta, 186W e 191Ir, frazioni di massa tra 1 × 10-14 e 1 × 10-10. Per i rimanenti cinquantun isotopi, la presente analisi ha raggiunto limiti di rivelazione in frazioni di massa tra 1 × 10-13 e 1 × 10-6

The purity of the 28Si crystal used for the determination of the Avogadro constant is essential to prevent biased results or under-evaluated uncertainties. In this framework, we developed a relative analytical method based on neutron activation and previously applied to a sample of the Avogadro natural silicon crystal WASO 04. The method was extended to fifty-nine elements and applied to a silicon crystal highly enriched in 28Si. The results of the analysis showed a significant contamination of 76Ge, mass fraction of (2.98 ± 0.08) × 10-7, and traces of 71Ga, 75As, 169Tm, 176Lu, 181Ta, 186W and 191Ir, mass fractions between 1 × 10-14 and 1 × 10-10. For the fifty-one isotopes which remained undetected, the present analysis achieved mass fraction detection limits ranging between 1 × 10-13 and 1 × 10-6