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Determination of 236U, 238U and 234U isotopes and the 240Pu/239Pu ratio in water samples

Eigl, Rosmarie (2011) Determination of 236U, 238U and 234U isotopes and the 240Pu/239Pu ratio in water samples.
Diplomarbeit, Universität Wien. Fakultät für Chemie
BetreuerIn: Wallner, Gabriele

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URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29396.64005.951565-6
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Abstract in Englisch

In the course of this diploma thesis, water samples from rivers and oceans were analyzed regarding their content of 234U and 238U and their 236U/238U and 240Pu/239Pu ratios. In the beginning, a suitable method for the separation of uranium and plutonium from large water samples had to be found. For this purpose, three different methods were tested on tap water, mine water and artificial sea water. In those preliminary tests, a 232U spike solution was used and uranium was separated by different resins. Then uranium was co-precipitated with NdF3 and measured by alpha-spectrometry. A sample preparation method using Fe(OH)3 co-precipitation proved to be most efficient and was best suited for the handling of sea water samples. Based on this method, two different separation procedures for the combined extraction of uranium and plutonium (using 242Pu spike solution) were tested. The sample preparation method which was finally chosen consists of separating plutonium by Dowex® 1x8 resin, followed by uranium extraction using UTEVA® resin. The river and sea water samples were collected from different places around the world. The 236U/238U and 239Pu/240Pu isotopic ratios were measured by accelerator mass spectrometry (AMS), whereas the 234U and 238U activity concentrations were assessed by alpha-spectrometry. All samples seem to be affected by the nuclear activity of mankind. The water samples show typical values ascertained for global fallout, with the exception of water from the Irish Sea, which was clearly influenced by the reprocessing plant in Sellafield, UK.

Schlagwörter in Englisch

uranium / plutonium / 236U / radionuclides / water samples / alpha spectrometry / AMS / isotopic ratio / global fallout / UTEVA

Abstract in Deutsch

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden die Isotopenverhältnisse von 239Pu/240Pu und 236U/238U sowie der Gehalt der Radionuklide 234U und 238U in verschiedenen Gewässern analysiert. Dafür wurde zuerst eine geeignete Probenvorbereitung gesucht. Zu diesem Zweck wurden drei verschiedene Methoden an Leitungswasser, Wasser aus einem Bergwerk und künstlichem Meerwasser ausprobiert. Dabei wurde ein 232U spike verwendet und verschiedene Harze wurden zur Abtrennung des Urans getestet. Nach einer Mikropräzipitation mit NdF3 wurde der Gehalt an Uran mittels Alphaspektrometrie bestimmt. Die Probenvorbereitung, die sich als am besten geeignet für Meerwasserproben erwiesen hat, basiert auf der Mitfällung des Urans mit Fe(OH)3. Diese Methode wurde dann als Ausgangspunkt für zwei weitere Tests verwendet, in denen zwei verschiedene Trenntechniken für Uran und Plutonium (unter Verwendung eines 242Pu spikes) getestet wurden. Für die gleichzeitige Bestimmung dieser beiden Elemente wurde eine Methode gewählt, bei der Plutonium mit einem Dowex® 1x8 Harz und Uran im Anschluss daran mittels UTEVA® Harz separiert wird. Die Wasserproben wurden verschiedenen Flüssen und Ozeanen entnommen. Die Isotopenverhältnisse 239Pu/240Pu bzw. 236U/238U wurden mittels Beschleunigungsmassenspektrometrie (AMS) ermittelt, während Alphaspektrometrie für die Bestimmung der Aktivitätskonzentrationen von 234U und 238U herangezogen wurde. Bei der Analyse der Ergebnisse wurde festgestellt, dass alle Proben durch die nukleare Aktivität des Menschen der letzten Jahrzehnte beeinflusst waren. Die Isotopenverhältnisse zeigen Werte, wie sie für den globalen Fallout üblich sind, mit Ausnahme der Probe des Wassers aus der Irischen See, welche eindeutig den Einfluss der Wiederaufbearbeitungsanlage in Sellafield zeigt.

Schlagwörter in Deutsch

Uran / Plutonium / 236U / Radionuklide / Wasserproben / AMS / Alphaspektrometrie / Isotopenverhältnis / Fallout / UTEVA

Dokumentenart: Hochschulschrift (Diplomarbeit)
AutorIn: Eigl, Rosmarie
Titel: Determination of 236U, 238U and 234U isotopes and the 240Pu/239Pu ratio in water samples
Umfangsangabe: 62 S.
Institution: Universität Wien
Fakultät: Fakultät für Chemie
Publikationsjahr: 2011
Sprache: eng ... Englisch
BetreuerIn: Wallner, Gabriele
BeurteilerIn: Wallner, Gabriele
Klassifikation: 35 Chemie > 35.15 Radiochemie
AC-Nummer: AC08918644
Dokumenten-ID: 14744
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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