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Estudios oceanográficos con uranio y plutonio en el Centro Nacional de Aceleradores

4 de agosto de 2015

“Recientemente se han realizado las primeras medidas de 236U e isótopos de plutonio, 239Pu y 240Pu,, en agua de mar y sedimentos marinos con el espectrómetro de masas con acelerador de 1 MV (AMS) del CNA. Los resultados obtenidos demuestran la viabilidad de la técnica para abordar en un futuro muy próximo estudios de interés en oceanografía”,nos indica la Dra. Elena Chamizo

Para ello, se han analizado sedimentos marinos facilitados por la IAEA y agua de mar proporcionada por el ETH de Zürich, como parte de un ejercicio de intercomparación entre ambos laboratorios. Los resultados obtenidos han sido muy satisfactorios en ambos casos, demostrándose las capacidades del CNA en este campo. 

El uranio-236 es un radionucleido de origen esencialmente antropogénico. Aunque puede generarse por procesos naturales, son las fuentes relacionadas con la energía nuclear (pruebas nucleares, accidentes nucleares y emisiones de plantas de reprocesamiento del combustible nuclear) las responsables del inventario actual de este radionucleido en el medio ambiente.

Un contexto similar se da para los isótopos de plutonio, 239,240Pu, siendo el de masa 239 el combustible de la energía nuclear, debido a su naturaleza fisible. Si bien del estudio de la relación isotópica 240Pu/239Pu se puede inferir información sobre el origen del plutonio en un escenario completo, la relación 236U/239Pu aporta información adicional y, en algunos casos, complementaria, sobre las fuentes de contaminación.

En el agua de mar, ambos radionucleidos aportan información diferente, debido a su diferente comportamiento químico en la columna de agua. El 236U, al ser soluble o conservativo, permite trazar movimientos de masas de agua; el plutonio, al asociarse a partículas, aporta información sobre, por ejemplo, la productividad biológica de la zona, generando, además, marcadores en el sedimento que pueden usarse para datación de los mismos.

En los últimos años, el desarrollo de la técnica AMS ha permitido estudiar al 236U en el medio ambiente en general, gracias a la gran sensibilidad que ofrece frente a otras técnicas convencionales de espectrometría de masas. Las aplicaciones se han centrado en el campo de la oceanografía, debido al potencial de este radionucleido como trazador de procesos a gran escala.

La reciente implantación de esta técnica pone a la instalación de 1 MV del CNA en el mapa actual de instalaciones capaces de abordar este tipo de estudios, muy reducido debido al grado de especialización necesario.

En esta área de trabajo están implicados investigadores del CNA (Universidad de Sevilla-Junta de Andalucía-CSIC), CITIUS, Universidad de Sevilla, ETH Zurich y el laboratorio de medio ambiente marino de la IAEA.

Referencia bibliográfica:
“Analysis of 236U and plutonium isotopes, 239,240Pu, on the 1 MV AMS system at the Centro Nacional de Aceleradores, as a potential tool in oceanography”
“Elena Chamizo, Mercedes López-Lora, María Villa, Núria Casacuberta, José María López-Gutiérrez, Mai Khanh Pham”
“Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, online, (2015)”
http://dx.doi.org/10.1016/j.nimb.2015.02.066

Referencia bibliográfica:
“Measurement of 236U on the 1 MV AMS system at the Centro Nacional de Aceleradores”
“E. Chamizo, M. Christl, L.K. Fifield”
“Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, (348), 45-51, (2015)”
doi:10.1016/j.nimb.2015.05.008

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