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Actinides in cryoconite samples from an Alpine glacier

Leo Johannes Krammer

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Chemie

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Chemie

Betreuer*in

Gabriele Wallner

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DOI

10.25365/thesis.62661

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-16293.57905.990952-8

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Im Laufe der letzten beiden Jahrhunderte wurde durch den Menschen eine große Menge an Radionukliden in die Umwelt freigesetzt, zum Beispiel durch Kernwaffentests und diverse Unglücksfälle. Sobald sie freigesetzt werden, haften sich diese Radionuklide an Aerosole oder Staubpartikel und werden in weiterer Folge in der Atmosphäre verteilt, bis sie sich schließlich auf Oberflächen ablagern. Auf Gletschern entstehen gemeinsam mit anderen, natürlichen Radionukliden, organischen und anorganischen Staubpartikeln, oder auch Mikroorganismen, sogenannte Kryokonite. Diese besonders homogenen Sedimente findet man oft in Kryokonitlöchern und sie bestehen aus praktisch komplett reinem Fallout, da es zu so gut wie keinen Mischprozessen mit anderen Matrizes kommt. Aus diesem Grund können in Kryokoniten besonders hohe Aktivitätskonzentrationen von anthropogenen Radionukliden nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wurden Kryokonitproben von österreichischen Gletschern bearbeitet und darin folgende Radionuklide untersucht: 241Am, 238Pu, 239+240Pu, 232Th, 238U, 234U und 237Np. Das Hauptaugenmerk wurde dabei auf Americium und die Plutonium-Isotope gelegt. Zur Anwendung kamen dabei eine neue Probenaufschlussmethode (Schmelzaufschluss mit Natriumcarbonat), sowie ein neues Ionenaustauschchromatographie-Protokoll (um eine separate Neptunium-Fraktion zu erhalten). Diese Ionenaustauschchromatographie-Methode wurde anschließend mithilfe eines Referenzmaterials auf deren Eignung überprüft. Da eine Auswertung der bereits mit Alpha-Spektrometrie vermessenen Proben der Neptunium-Fraktionen (Kryokonitproben und Blanks) nicht möglich war, wurden diese anschließend erneut aufbereitet, um diese in weiterer Folge mittels Beschleuniger-Massenspektrometrie zu analysieren, welche eine wesentlich empfindlichere Messmethode ist. Die gemessenen 241Am-Aktivitätskonzentrationen lagen in einem Bereich von 4,1 bis 65,3 Bq/kg, die von 239+240Pu zwischen 3,3 und 134,4 Bq/kg. Zusammen mit den Konzentrationswerten von 232Th (35 bis 43 Bq/kg) lässt sich sagen, dass sich die Werte in guter Übereinstimmung mit den für diese Proben bereits publizierten Daten befinden. Dies lässt den möglichen Schluss zu, dass die erwähnten, neu angewendeten Methoden sich gut für die Bestimmung von Radionukliden in Kryokoniten eignen.

Abstract

(Englisch)

Anthropogenic radionuclides have been released en masse into the environment via nuclear weapon tests or other incidents over the last two centuries. After transportation through the atmosphere (attached to aerosols or dust particles), these radionuclides can deposit on glaciers. Together with natural radionuclides, organic and inorganic dust, as well as microorganisms, they form so-called cryoconites. These supraglacial, highly homogenous sediments are often found in cryoconite holes and are almost ‘pure’ radioactive fallout, due to the lack of dilution with other matrices. As a result, very high activity concentrations of anthropogenic radionuclides can be found in cryoconites. Identified radionuclides in cryoconite samples from Austrian glaciers in this study were 241Am, 238Pu, 239+240Pu, 232Th, 238U, 234U, and 237Np, with a primary focus on plutonium and americium. Different from previous studies, a new sample digestion procedure (thermal fusion with sodium carbonate) and ion exchange procedure (for separate neptunium fractions) was applied. The altered ion exchange chromatography protocol was then evaluated using a reference material. Alpha spectrometry samples of the neptunium fractions (cryoconite samples and blanks) were reprocessed for the measurement with accelerator mass spectrometry, as alpha spectrometry was not sensitive enough for interpretation. 241Am activity concentrations varied from 4.1 to 65.3 Bq/kg, 239+240Pu activity concentrations ranged from 3.3 to 134.4 Bq/kg. Together with 232Th (35 – 43 Bq/kg), the observed activity concentrations were in good correspondence with previously published data, indicating a good suitability of the newly applied procedures.

Autor*innen

Leo Johannes Krammer

Haupttitel (Englisch)

Actinides in cryoconite samples from an Alpine glacier

Paralleltitel (Deutsch)

Aktinoide in Kryokonitproben eines Alpengletschers

Publikationsjahr

2020

Umfangsangabe

56 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Gabriele Wallner

Klassifikation

35 Chemie > 35.15 Radiochemie

AC Nummer

AC16122666

Utheses ID

55375

Studienkennzahl

UA | 066 | 862 | |

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