Konstanten der Atomphysik

117 Pages·1923·12.971 MB·German

by  Hönigschmid (auth.), Dr. Walther A. Roth, Dr. Karl Scheel (eds.)

KONSTANTEN
ATOM PHYSIK
DER
HERAUSGEGEBEN VON
DR.WALTHERA.ROTH DR. KARL SCHEEL
liND
PROFESSOR AN DER PROFESSOR AN DER
TECHNISCHEN HOCHSCHULE PHYSIK ...T ECHN. REICHSANSTALT
IN BRAUNSCHWEIG IN CHARLOTTENBURG
liNTER BESONDERER MITWIRKliNO VON
DR. E. REGENER
PROFESSOR AN DER TECHNISCHEN HOCHSCHULE
IN STUTTGART
BERLIN
VERLAG VON JULIUS SPRINGER
1923
SONDERDRUCK
AUS
LANDOLT QBORNSTEIN
ROTHQSCHEEL
PHYSIKALISCH.CHEMISCHE TABELLEN
PUNFTE AUFLAGE
ISBN- 13:978-3-642-89424-4 e-ISBN-13:978-3-642-91280-1
DOI: 10.1007/978-3-642-91280-1
SOFTCOVER REPRINT OF THE HARDCOVER 1ST EDITION 1923
Berichtigung.
S. 91 oberste Zeilen:
Silberchlorid Agel lies alii = 5,56 statt aw = 2,78
Silberbromid AgBr " a. . = 5,78 " aw = 2,89
S. 93 oberste Zeilen:
Rutil TiOg lies a = 4,52 statt a = 9.04-
" C = 2,92 " C = 5,84
Zinnstein SnOIl " a = 4,67 .". a = 9,34
" C = 3,14 C = 6,29
Atomkonstanten.
Inhaltsverzeichnis.
Tabelle Seite
Atomgewichte fUr 1923 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1. Periodisches System der Elemente . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Isotopengemische mit in der N atur konstantem Verbindungsgewicht und Reinelemente 5
3. Radioaktive und zugehorige inaktive Isotope . . . . . . . . . . 6
4. Die radioaktiven Elemente ..•.............. 6
5· Warmewirkung radioaktiver Substanzen in Grammcalorien pro Stunde 14
6. Altersbestimmung von Mineralicn . . . . . . 14
7. Gegenseitiges Verhaltnis der verschiedcnen MaBeinhciten fUr Energie 17
8. Lichtgeschwindigkeit im Vakuum . . . . . . . . . . 17
9. Neuere Bestimmungen der Loschmidtschen Zahl N .... 18
10. Geschwindigkeit, Weglange und Dimensionen der GasmolekUle 19
II. Tabellc minimaler Schichtdicken . . • . . . . . . . . . . 24
12. Literatur, betreffend GasmolekUle und rninimalc Schichtdicken 25
13. Elektrisches Elcmentarquantum, c1ektrochemisches Aquivalent und cinigc daraus abgdcitcte
Konstanten . . . . . . . . 26
q. Spezifische Ladung des Elektrons 27
IS. Plancksches Wirkungselement . . 28
16. Strahlunj5skonstantcn . . . . . 31
17. Wellenlangen und Spektralbezirkc des gesamten Spektrums 33
18. Ultrarote Wellenlangen . . . . . . . . . . ++
19. Kompendien und Atlantcnwerke mit photographischen Spektren 45
20. Optische Scrienspektren einigcr Elcmcnte . . . . . . 46
21. Anregungs- und Ionisierungsspannungen ein- und mchratomiger Gase und Dampfe 66
22. Zahlenwerte der "Terme" von Spektralscricn 73
23. Absorption und Zerstreuung von Rontgenstrahlen 80
24. Krystallstrukturen ... . . . . . . . . . . 85
25. Beweglichkeit der Ioncn in den wichtigsten Gasen und Dampfen 95
26. Diffusionskoeffizient der Ionen in Gasen . . . . . 96
27. Koeffizient der gegenseitigen Wiedervercinigung der Ionen in verschiedenen Gasen 97
28. Entladungsspannungen in Gasen . . . . . . . . . . . . . . . 98
29. Kathodcngefalle der Glimmentladung . . . . . . . . . . . . . 110
30. Durchgang von Elektronen (Kathodenstrahlen, {I-Strahlcn) durch ;\1aterie 112
3 I. Langwellige Grenze (rotes Grenzlicht) der lichte1ektrischen Wirkung 113
32. Resonanzwcllenlangen der selektiven lichtelektrischen vVirkung . . . . . . 114
4
Atomgewichte fUr 1923.
Ag Silber. 107,88 Mo Molybd1in 96,0
Al Aluminium 27,1 N Stickstoff 14,008
Ar Argon. 39,88 Na Natrium. 23,00
As Arsen 74,96 Nb Niobium 93.5
All Gold 197,2 Nd Neodym. 144,27
B Bor. 10,88 Ne Neon 20,2
Ba Barium 137,37 Ni Nickel. 58,68
o
Be Beryllium 9,02 Sauerstoff 16,000
Bi Wismuth 2°9,°0 Os Osmium. 19°,9
Br Brom 79,92 P Phosphor 31,04
C Kohlenstoff 12,00 Pb Blei. 2°7,20
Ca Calcium. 40,07 Pd Palladium 106,7
Cd Cadmium 112,40 Pr Praseodym 14°,9
Ce Cerium 140,2 Pt Platin . 195,2
CI Chlor 35,46 Ra Radium 226,0
Co Kobalt 58,97 Rb Rubidium 85,44
Cr Chrom 52,0 Rh Rhodium 102,9
Cs Caesium. 132,81 Rli Ruthenium 101,7
Cli Kupfer 63,57 S Schwefel. 32,07
Dy Dysprosium 162,5 Sb Antimon. 121,77
Em Emanation. 2221) Sc Scandium 45,10
Er Erbium 167,7 Se Selen 79,2
En Europium 152,0 Si Silicium 28,3
F Fluor 19,°° Sm Samarium 15°,4
Fe I Eisen 55,8+ Sn Zinn 118,70
Ga C Gallium. 70,1 Sr Strontium 87,63
Gd Gadolinium 157,3 Ta Tantal 181,5
Ge ,I Germanium 72,5 Tb Terbium. 159,2
-' H I"Vasserstoff 1,008 Te Tellur. 127,5
He Helium 4,00 Th Thorium 232,12
Hg Quecksilber 200,6 Ti Titan 48,1
Ho I Holmium 163,5 '1'1 Thallium 2°4,39
In ,i Indium II 4,8 Tu Thulium 169,4
Ir Iridium U Uran 238,18
J Ii Jod • V , Vanadium 51,0
K Kalium 39,10 W I Wolfram. 184,°
Kr Krypton. 82,9 X Xenon.
La Lanthan . 139,° Y Yttrium.
I
Li Lithium . 6,94 Yb Ytterbium
I
Lu I Lutetium 175,0 Zn Zink
!'\Ig Magnesium 24,32 Zr, Zirkonium
Mn Mangan 54,93 I
Die,e Atomgewichte sind im Juli 1921 von der deutschen Atomgewichtskommission (W. Ost
wald 'lIs Vors., :VI. Bodenstein, O. Hahn, O. Hi:inigschmid, R. J. Meyer) zusammcngesteJlt. (Bel'.
chem. Ges. 54, lSI; 1921.) Die vorstehcndeTabelle weist gegenuber der offiziellen insofern eine
Verandcrung auf, als bei einigen Atomgewichtszahlen, die mchr odeI' minder direkt auf die mit
emer Unsicherheit von 1/10000 behaftete sckundare Silberbasis bezogen sind, auch die zweite
Dczimale nach emem Vorschlag von E. Moles als Subindex angegebcn wird. Es handelt sich
um die E1emente: Ba, Bi, Cd, Cs, Pb, Rb, Sn, Sr, Th, U. Damit wird del' absoluten
Prazision del' Bcstimmung dieser Werte Rechnung getragen.
Ais Grundwerte, auf welche die anderen bezogen werden, gelten die folgenden Atom
gewichte:
1,0H07 7 II 12,C00 1 14N,0 08 35C,4I5 7 II 79B,9r1 6 I 10A7,g8 8 I 39K,° 95 Ii S
1-
1) Dichtebestimmungen von Emanation mit ciner :\fikrowage und Messungcn del' Ausstri:i
mungsgcschwindigkeit von Luft-Emanationsgemischen crgabcn ungefahr obigen Vlert, del' aus
Ra - He abgelcitct worden ist.
Hiinigschmid.
1 5
Periodisches System der Elemente.
I I
H He
I 1,0,0 8 ,.,•00
Die Atomvolumina und zablreiche pbys.·
Wertigkeit bzw. G,uppennu1llJller I II III IV V VI VII 0 chem. Eigenscbaften andern sieh peri·
odisch in dem durab die Spaltbreite an·
AtoSmymgebwoilc ht 2 6L,i9 9B,0e 10B,9 aC,o 1N4,0 106, 0 19F,0 2N0,e~ gedeulaten oder reziproken Sinn.
OJdnungszaW, (KcrnL'ldung) 3 4 5 6 7 8 9 10
Nn Mg AI SI P S CI At
3 ~I3I,o 2142,3 2173,0 .81,41 3'15,0 3,26,1 3157,$ 3,9809
In na m. IVa Va Via Vna VIII Ib lIb IlIb IVb Vb Vlb VIIb 0
I{ c. So Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br I{r
4 39.1 40,1 45,1 48,1 51,0 52,0 54,9 55,8 59,0 58,7 63,6 65>4 70,1 72,S 75,0 79,2 79.9 8·,9
19 20 21 22 23 24 25 .6 ·7 .8 29 30 31 3' 33 34 35 36
Rb 5r Y Zr Jo.'b Mo Ru Rb Pd Ag Cd In Sn Sb Te J X
5 85,5 87,6 88,7 90,6 93,5 96,0 1 101, 102,9 106, 107,9 II2,4 1I4,8 118,7 121,8 127,5 ,.6,9 130,2
37 3B 39 40 4' 42 43 44 45 46 47 4B 49 50 51 5' 53 54
6 13C2s, 8 13B7a, 4 1s3e9lt,se0.D uobo tlEe.D rd 1c7n8 18T1a,5 ,8W4.0 1 19O0s,9 19I3r, 1 19P5I, 2 1A97u,2 I 2H00g,6 20T4I, 4 20P7b, 2 20I'gll, 0 2P1o0 1 E2m2.
55 56 ~7 bl. 72') 73 74 75 76 77 78 79 80 81 8. 83 84 85 86
Ra Ae Tb Pa U
7 817 22868, 0 89 23920,1 91 239B2,2 I1, 3L9a, 014C0e, 314P0r, 914N4d,33 1 ?: \1/5m0.4 1E5U2,o0I11G57d .31T5h9 ,21D6',Y51r6O3,f51~67f, U1~69I,4,11L3u,5f17;5,,
" _ 9 ~ ~ ~ ~ ~ ~ M U ~ _ ~ p
"
1) Das Element mit der Ordnungszahl 72 gehort nichl zu den seltenen Erden, wie flUber angenommen, sondern ist ein hoberes Homologc
des Zirkon, (Gruppe IVa). VgI. Coster und v. Hevesy, Nalurw. 11,133; 1923.
. 2
Isotopengemische mit in der Natur konstantem Verbindungsgewicht
und Reinelemente.
Nach den Melhoden der Ma"enspektroskopie aufgefunden (soweit bis Enrle Sept. 1921 fe<tgestellt). Die Mengenverbiiltnisse sind dureb die
Reibenfolge der Zablen aDgedeutel; we genauere Angaben vorliegen, ist do' VerMltnis durch die eingeklammerteD Zi£fern angemerkt: vgl.
Mg und Rb. Unsicbere Angaben stehen in [] Klammem.
Verbindungs- Verbindungs-
Isotope Lit. Isotope Lit.
gewicht gewicht
..
Ar Argon 39,9 40; 36 ?) Kr Krypton • 82,92 84; 86; 82;
As Arsen ••• 74,96 rein [) 83; 80; 78 ?I)
B Bor ••.• 1°,9° II; 10 (I) Li Lithium • 6,94 7; 6 2)(3)
Be Beryllium. 9,1 rein (3) Mg Magnesium 24,32 24 (6); 25 (I);
Br Brom ... 79,92 79; 81 ~I) 26.(1) (4~
C Kohlenstoff . 12,00 rein I) N Stickstoff . 14,008 rem g)
Ca Calcium 40,07 40; [39; 41] (3) Na Natrium 23,00 rein
CI Chlor •• 35,46 35; 37 (I) Ne Neon ••.•. 20,2 20; 22; [21] g~
Cs Caesium 132,8 rein I) Ni Nickel 58,68 58; 60
F Fluor .• 19,00 rein I) 0 Sauerstoff . 16,000 rem (I)
H Wasserstoff 1,008 rein I) P Phosphor. 31,04 rein ~I)
He Helium •. 4,00 rein (g Rb Rubidium. 85,5 85 (3); 87 (I) I)
Hg Quecksilber 200,6 [197-200]; S Schwefel 32,07 rein (?) (I)
202; 204 ([) Si Silicium. 28,3 28; 29; [30] (I)
J Jod ••• 126,92 rein ~I) X Xenon. [30,2 129; I3I; 132;
K Kalium •• 39,10 39; 41 I) [34;136;[ [28; [30] ([)
Literatur:
I.
F. W. As t on, Nat. 104, 334, 393; 1919; 105, 8, 547, 617; [920; 106,468; 1920; 107, 72, 334, 520; 1921. Phil.
Mag. (6) 38, 707; 1919; 39, 449, 611; 1920; 40, 628; 1920; 42, 14°,436; I9zI.
2. F. W. Aston u. O. P. Thomson, Nat. 106,827; 1921.
3. O. P. Thomson, Nat. 107, 395; 1921; Phil Mag. (6) 42,857; [921.
4. A. J. De m P 8 t e r, Pbys. Rev. (2) 17, 427; 1921. Proc. Amer. Acad. 7, 45; 1921.
St. Meyer.
6 3
Radioaktive und zugehorige inaktive Isotope.
1m Glcichgewicht sind die Mengenverhaltnisse proportional der mittleren Lebensdauer (vgl.
Tab. 4). Die Verbindungsgewichte schwanken mit dem Mischungsverhaltnis z. B. bei "Pb" (RaG
- ThD) zwischen 206 und 208. Beigefiigt ist die Art der Strahlung; IX-Verwandlung (Atomgewichts-
= =
verlust 4) bedingt Verschiebung in die zweitnicdrigere Gruppe; ,8-Verwandlung (A. G. konst.)
in die nachsthohere. Die A. G. der Pa-Ac-Familie sind innerhalb der Klammergrenzen unsicher.
G rup p e n-N ummer n.
I I
A.G. (I b) (II b) (III b) I (IV b) (Vb) (VI b) I(VII b) (VIII) A.G.
-
204 - - TI - - - - 204
206 - - - RaG - - - - 206
207,2 - - - Ph - - - - 207,2
(206-208) - - ,8 Ace" AcD - - - - (206-208)
208 - - ,8 The" ThD - - - - 208
220109 -- -- ,8 R-ae" ,8R-aD ,8 RBaEi IX Ra-F(Po) --- -- 220109
(210-212) - - - ,8 AcB IX,8 Ace IX Ace' - - (210-212)
212 - - - ,8ThB IX,8 The IX The' - - 212
214 - - - pRaB IXP Rae IX Rae' - - 214
(214-216) - - - - - IXAcA - - (214-216)
216 - - - - - IXThA - - 216
218 - - - - - IX RaA - (0) 218
(218-220) - - - - - - - IX AcEm (218-220)
220 (I a) (II a) (III a) (IVa) (Va) (VIa) (VIla) IX ThEm 220
222 - - - - - - - IX RaEm 222
(222-224) - tXAcX - - - - - - (222-224)
224 - tXThX - - - - - - 224
226 - IX Ra - - - - - - 226
(226-227) - -- ,8 Ac IX RdAc - I - - - (226-227)
223280 -- (J M-sThl (J M-sTh2 IIXX 1R0d Th -- III -- -- -- 223280
(~30-231) - - - PUy IX Pa - - - (230- 231)
232,1 - - - IX Th - - - - 232,1
(222333484 ,2- 235) --- --- --- ,8 U--X1 PpUU-ZX- 2 IIXX UU-rn --- I --- (222333484, 2- 235) I
Llteratllr: Vgl. K. Fajans, Radioaktivitat, Sammlung Vieweg, Heft 45.
I
4
Die radioaktiven Elemente.
In den folgenden Tabellen bedellten J. die ZerfalIswahrscheinlicbkeit (Zerfallskonstante) ge
°
maB N = Noe-I.t (Nound N die Anzahl der zur Zeit und t vorhandenen Atome); 1: die mittlerc
Lebensdauer = 1/1..; T die Halbienmgszeit (Halbwertszeit) (T = log. nat. 2/1.. = 0,693 147 1927/J.;
(a = Jahre, d = Tage, 11 = Stllnden, m = Minuten, s = Sekunden); v die Anfangsgcschwindig
keiten der Korpuskeln, wobei fiir die p-Strahlen nur die Extreme angcgcben sind; Ro die Reichweite
bei 0° und 760 mm in Luft; k dic Anzahl der von einem <X-Tcilchen erzeugten Ionenpaarc; fl den Ab
sorptionskoeffizicnten in Aluminium bzw. Blei (J = 10 e-,((d; I, 10 Strahlungsintensitat vor und
nach Durchgang durch cine Schichtdicke d)j D die Halbierungsdicke CD =0,69314719271,11). i'-Strahlung
muB zwar zu allen Korpuskularstrahlen vorhanden sein, ist jedoch nur angefiihrt, wo derzeit daWr
Konstante angebbar sind.
Es gilt weiter:
Das Verhliltnis Radium: Uran im Gleichgewicht = 3,33' 10-' bzw. 3,4'10-';
die von I g Radium sekundlich ausgeschleuderte Anzahl von tX-Teilchen Z = 3,72 • 1010;
die Reichweite bei IS°, 18°, 20° R1.5 = 1,055 Roi RI8 = 1,066 Roj R20 = 1,073 Ro;
die Beziehungen: v3 = ao Roj ao = 1,07576' 1027; ao'/' = 1,02464' lOuj k = ko Ro'!,;
ko = 6,735' 104 wenn man die Daten fiir Rae der Berechnung zugrunde legt.
St. Meyer.
I>i* ~ -.l
ht e II II
m Gleichgewievorhandene Gewiehtsmeng 1,00 1,4'10-11 4,8, 16 10- 4' 10-ca, 4 14 2' 10- 4' 18 10-
I
D in em 1,5·~0-3AI 2,9 • 10 0,99 Al 2; 3,8 • Al 10 -2 4,95 Al 2,3' 10-AI ca, 3 4,10-1,2' 10-2Al 8
It n cm-1 60Al 44; 0,7 Al 18 Al 0,14 Al Al a, 300 70-58 Al
des "Uran". 1---1 .I Ro 10 -in em k. 5 iLuft I _ ___ ~ I I I I --2,53 1,25 -=-I~-I 1-I I 1 I I °1 21 1 'I: 0 1 , -12'91 1,37 II I --'I -1--- I c 1
e Konstanten ~e: . q v I In em sec, '" P ~_I_ 1,40' 109 IX 1_ :-11,44-1,77'101(J )' ~ I - :1 ~ 2,46-2,88. 10(J 1: )' : --1--~~~~-'-:;1):--1 :! : I I -: f1.1 I ---f1
Radioaktiv ~~ 1 1 ~o ::lS~ ~ ~ I § Substanz J. r T o;ll ~:Il 0' 1'01 e:$ L ()~~ I I Ir-~--I 4,5' 1011,54' 1O-a-6,5' 10a a 9 109 1 ! "'," ,,,, ... n. ,'" ... -a ,-, "o,· .. n. U= 1 I---I~~I _I __ 1 ___ -I d 1 UX!2,90'1O-2d-l 23,8d 34,4'I UranX234: 2,06'108,37'10-5-2,97'371 106s S I 1I 0 9 UX:---:~15m--1 m-0,60 1,66m X 1 U 'I' ra~ 234 695 0,010 100 2) 1 (B S S -reVlum 1 I " 91~-:-II'--~a. 106-~-II-ca.-;-' 1O-7a~1 ~ I 2' ca. 3 f----,-106 a Uran II 234 " 6· 8, 1013 u1 S S 1013,,1O-S-" "--1i : 92 2~,-6 35,5--II-u-ra-n-y--I--U-y-'j ,82' 10-11-2111 2 s r 6 230 1 8,86 '10' 7,81 '10-1,28' 10° I S 1 :'1 (M Proz.) I ~7' -1 I 0,'0" u,=z 6,7' r r (ca. 2,5 Pro-I 2,41 ' 10' 2,87' 10 -3,48 . 8 1 10' S S I mille) 91
I fUl
8 4b
Radioaktive Konstanten der Ionium-Radium-Familie.
I I
! I I <::
Symbol, I I ::.'a". v
Substanz AOtrodmnugnegwsizcahhtl, T I }. I T II e.bn m em/sec
I II iI
I al
9' 104 a 7,7'10-6a-1 1,3'105 <X
Ionium 2,8' 1012 $ 2,4' 10-13 $-1 4,1' ro12 s: -
J'
----------I~----------~ -~--
Radium
Radium-
Emanation
!
I
I
3,°5111 ' 0,2.2.7111- 1 1 4,40111
Radium A I83s 13,78'IO-arll 264s
-~ .. -~--~- --,-_____ m-11-;;';m- -1----
RaB 26,8 m .--12,59' 10 -2
Radium B i 2.14 161'103S 431'10-4$-1"32.'103 $ (J 1,08-2,22' 1010
82 ! ' I ' ,-' y
---- I --- --_.-----.- - '---·--1------------1
! Rae 19,5111 (1,57' 109)
e
~Radium 214 1,17'ro3$ 2,4-2,94' 1010
83
!--
-- -~------_. ----~ ,--I
I Radium e' Rae' I: ex
I 214 ca. 10-6 S ca, ro6 s 'ca. ro-6$: -
! (99,96 Proz.)
84
- --
(R0,a0d4i uPmro ez,") R2a1e0 " ii 17,932,211$1 8,07,'521O51-/31-s1- 1 11,9I051s/1 I~ ___ (JJ
I 81 --I I I' I
2;-:--1 - :------
~~~- -I-~~ al~,33' ro-2 a-I i
RadiumD
(Radioblei) 210 15,05'ro8s II,37'10-~$-1 7,3'ro8$ fJ 9,9'ro9; 1,17'1010
82 I Y
I 0,143d-1 7,od
RadiumE 1,66' IO-6s-1 6,05' rossi (J
I
--- Y i --
! RaF(Po) 136,5 d I~'OS ' 10=-~ d-1: 197 d IX!
Radium F , I
2.10 I I,IS ' 107 $ 'J~' 8S'IO-8s-1:[1 ,7 0'I07S -
(Polonium)
84 )'
:--- - -
~~--
RaG
Radium G 206,0 - stabil
(Uranblei) I
82
St. Meyer.
4c 9
Radioaktive Konstanten der Ionium-Radium-Familie.
1m Gleich
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312 Al 2 ZZ • 10 - 3 All P I 1 00 Radium
354; 16,3; 0,27 " 1,96, 10-3/4,25 '10-2; 2,55" y , '
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Emanation
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I 4,48 1,83 IX I
I - 3,54' 10-0 Radium A
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77~I3,1 P
890; Al :8'10-4; 9' 10-=-3; 5,3' 10-2 All 3,05' 10-81 Radium B
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-50; 13,5 Al Radium C
0,23; 0,127 "
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5500 Al 1,1.6'10-4 AI , ~ ,',4" "~--3I1 (RRa'ddiiuombl dDl
45; 0,99 " 1,54' 10 -2; 0,70 "
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43 Al 1,6' 10-2 Al 17,77' 10-8) Radium E
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1,61. I IX
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- I - I Radium G
I
I (Uranblei)
I
St. Meyer.