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Investigation of the 236U occurrence in the environment
Michaela Beatrice Srncik
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Chemie
Betreuer*in
Gabriele Wallner
DOI
10.25365/thesis.13829
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29130.09643.663554-5
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Arbeit handelt über das natürliche und anthropogene Vorkommen von 236U in unserer Umwelt. Dafür wurden Proben von speziell ausgewählten Standorten auf ihr 236U/238U Isotopenverhältnis mittels Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS) untersucht.
236U besitzt eine Halbwertszeit von 2.3x107 Jahren und wird in der Natur in Spuren durch den Einfang thermischer Neutronen aus 235U in Erzen, Boden und Gestein produziert. Vom Menschen wird es über denselben Prozess wie in der Natur, in großen Mengen in Kernkraftwerken über 235U(n,γ)236U und in Kernwaffen über 238U(n,3n)236U gebildet. Aus diesem Grund gilt 236U als potentieller „Fingerprint“ für anthropogene Quellen in der Natur; das natürliche 236U könnte für geologische Untersuchungen von Interesse sein (z.B. Datierung).
Die vorliegende Arbeit beschreibt zuerst die Analyse von natürlichen Proben für die Bestimmung des 236U/238U Isotopenverhältnisses, gefolgt von Wasser- und Bodenproben von nicht kontaminierten Standorten, und letztendlich wurden Sedimentproben aus der Irischen See mit einer deutlich anthropogenen Signatur untersucht. Der Schwerpunkt dieser Arbeit war die Untersuchung des 236U/238U Isotopenverhältnisses in Umweltproben; weiters wurde in den Boden- und Sedimentproben das 240Pu/239Pu Verhältnis gemessen.
Zusätzlich wurde die Möglichkeit, Ionische Flüssigkeiten (IFs) zur Uranextraktion aus wässrigen Lösungen zu verwenden, getestet, um eine Vereinfachung der Uran Probenvorbereitung für große Wasservolumnia (~ 30 L) zu ermöglichen, da diese sehr zeitaufwendig ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die vorliegende Arbeit einerseits einen Überblick über natürlich und anthropogen vorkommendes 236U in unterschiedlichen Probenmatrices bietet und andererseits die Anwendbarkeit von Ionischen Flüssigkeiten für die Uranextraktion aus wässrigen Lösungen vorstellt.
Abstract
(Englisch)
This work deals with the natural and anthropogenic occurrence of 236U in our environment. For this reason samples from representative sites were measured for their 236U/238U isotopic ratios by Accelerator Mass Spectrometry (AMS).
236U with a half life of 2.3x107 years is naturally produced via thermal neutron capture on 235U in ultra-trace amounts in ores, soils and rocks. Additionally a huge content has been produced in nuclear power plants by the same way as in nature via 235U(n,γ)236U and possibly from nuclear weapons tests via 238U(n,3n)236U. Thus 236U is a useful fingerprint to detect anthropogenic sources in the environment and, on the other hand, the non-anthropogenic occurrence may cause a significant signal for geological applications of natural 236U.
The described work was structured to start with the analysis of natural samples for the determination of the isotopic ratio 236U/238U, followed by water and soil samples from non-contaminated sites and finally sediment samples from the Irish Sea were analysed. The emphasis of this work was the investigation of the 236U/238U atomic ratio in environmental samples and for the soil and sediment samples additionally the 240Pu/239Pu atom ratio was measured.
Additionally as the conventional radiochemical uranium analysis for large water volumes
(~ 30 L) is very time-consuming, experiments with hydrophobic ionic liquids (ILs) were conducted for the extraction of uranium from aqueous solutions. These investigations were successfully carried out with the addition of the U stripping from the respective IL.
To summarise, this work presents on the one hand, an overview about naturally and anthropogenic occurring 236U in different sample matrices and on the other hand, the applicability of ionic liquids to extract uranium from aqueous solutions.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
236U AMS Pu environmental samples
Schlagwörter
(Deutsch)
236U AMS Pu Umweltproben
Autor*innen
Michaela Beatrice Srncik
Haupttitel (Englisch)
Investigation of the 236U occurrence in the environment
Paralleltitel (Deutsch)
Untersuchung des 236U Vorkommens in der Umwelt
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
139 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Harry Friedmann ,
Jerzy Wojciech Mietelski
Klassifikationen
33 Physik > 33.43 Radioaktivität ,
35 Chemie > 35.15 Radiochemie
AC Nummer
AC08507621
Utheses ID
12425
Studienkennzahl
UA | 091 | 419 | |