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Analysis of Actinides in Cryoconites

Bartmann, Maximilian Georg (2017) Analysis of Actinides in Cryoconites.
Masterarbeit, University of Vienna. Fakultät für Chemie
BetreuerIn: Wallner, Gabriele

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DOI: 10.25365/thesis.47921
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-22771.40066.869772-8

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Abstract in English

This thesis deals with the activity concentration measurement of actinides in cryoconites from the Austrian Alps. These strongly homogeneous environmental samples containing biological, organic and inorganic compounds are found on the surface of glaciers. Its inorganic fraction are airborne sediments which transport natural as well as anthropogenic radionuclides to the glacier. In comparison to other environmental samples these cryoconites are rather ‘pure’ fallout samples and can therefore contain high concentrations of radionuclides. 137Cs activity concentrations were measured by gamma spectroscopy, uranium and plutonium isotopes were separated from the matrix and from each other by ion exchange procedures and then measured by alpha spectrometry. Afterwards these samples were reprocessed and 236U/238U and 240Pu/239Pu atomic ratios were measured by Accelerator Mass Spectrometry (AMS). Corresponding to already published data for these samples the 137Cs activity concentrations are high (20 – 103 kBq/kg), 239+240Pu activity concentrations range from 15 – 195 Bq/kg. Atomic ratios of 240Pu/239Pu (0.17-0.18) indicate its origin from the global nuclear fallout. 236U/238U atomic ratios were surprisingly low (10-6) but could not be interpreted due to our blank levels in the laboratory. With the highly sensitive AMS method also the occurrence of 237Np could be verified in environmental samples in Austria for the first time.

Schlagwörter in Englisch

Cryoconites / Actinides / Alpha spectroscopy / AMS

Abstract in German

Thema dieser Arbeit war die Untersuchung der Aktivitätskonzentrationen von Aktiniden in Kryokoniten. Dieses Material welches auf Gletschern gefunden wird, enthält eine Vielzahl von biologischen, organischen und anorganischen Verbindungen. Einer der Grundstoffe für die Bildung dieses Materials sind windverfrachtete Aerosole, die unter anderem auch anthropogene Radionuklide beinhalten (allgemein bekannt unter der Bezeichnung Fallout). Die Matrix Gletscheroberfläche führt kaum zu Verdünnung der Aerosole mit anderen Materialen, das heißt, dass Kryokonitproben als beinahe reiner Fallout angesehen werden können. Dieser Umstand lässt stark erhöte Konzentrationen von Radionukliden in Kryokoniten erwarten. Die Vielzahl an unterschiedlichen Nukliden und Zerfallsarten machte die Anwendung von mehreren chemischen und analytischen Methoden notwendig. Der Gammastrahler 137Cs wurde mithilfe von Gammaspektrometrie gemessen. Uran und Plutonium wurden durch Ionenaustauscherharz getrennt und anschließend mittels Alphaspektrometrie quantifiziert. Diese Proben wurden anschließend für die Messung mit Accelerator Mass Spectrometry (AMS) aufbereitet um die Atomverhätlnisse 236U/238U und 240Pu/239Pu zu bestimmen. Entsprechend der bereits publizierten Daten fanden wir hohe Aktivitätskonzentrationen von 137Cs (20 – 103 kBq/kg). Die gefunden Aktivitätskonzentrationen von 239+240Pu im Bereich von 15 – 195 Bq/kg stimmten ebenfalls mit den bereits bekannten Daten überein. Die erstmalig bestimmten 240Pu/239Pu Atomverhältnisse (0.17 – 0.18) entsprachen den Daten zu globalem Fallout. Die Atomverhältnisse von 236U/238U waren deutlich niedriger als erwartet (10-6), konnten jedoch nicht weiter ausgewertet werden da die 236U/238U Verhältnisse der Blankproben zu hoch waren. Die Messung mit AMS ermöglichte auch den erstmalige Nachweis von 237Np in österreichischen Umweltproben.

Schlagwörter in Deutsch

Kryokonite / Aktinide / Alphaspektrometrie / AMS

Item Type: Hochschulschrift (Masterarbeit)
Author: Bartmann, Maximilian Georg
Title: Analysis of Actinides in Cryoconites
Umfangsangabe: 61 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Chemie
Studiumsbezeichnung bzw.
Universitätslehrgang (ULG):
Masterstudium Chemie
Publication year: 2017
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Wallner, Gabriele
Assessor: Wallner, Gabriele
Classification: 35 Chemie > 35.15 Radiochemie
AC Number: AC15080058
Item ID: 47921
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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