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Centro Nacional de Aceleradores

El Centro Nacional de Aceleradores pone a punto un nuevo método radioquímico para el estudio de uranio y plutonio en agua de mar

* Este nuevo método permite el procesado de muestras de agua de mar para el posterior estudio de los radionúclidos Uranio-236, Plutonio-239 y Plutonio-240 por Espectrometría de Masas con Aceleradores.

* El estudio conjunto de estos radionúclidos puede aportar información muy valiosa en oceanografía.

El isótopo del uranio U-236 y los isótopos del plutonio Pu-239 y Pu-240, son radionúclidos que se encuentran en el medio ambiente fundamentalmente como consecuencia de las diversas actividades relacionadas con la energía nuclear que se han ido desarrollando en las últimas décadas.

El interés del estudio de estos radionúclidos en oceanografía radica en el hecho de que tienen una vida media larga (es decir, estarán presentes en la naturaleza durante miles o millones de años) y es posible usarlos para ahondar en el conocimiento de distintos procesos oceanográficos gracias a que pueden identificarse sus principales fuentes. Además, el uranio y el plutonio son dos elementos que tienen un comportamiento muy diferente: el uranio es soluble en agua de mar mientras que el plutonio tiende a asociarse a las partículas en suspensión. Este hecho permite que el estudio simultáneo de ambos radionúclidos nos aporte información complementaria.

mar

Sin embargo, el análisis de estos radionúclidos es complejo debido a que sus concentraciones en agua de mar son, generalmente, extremadamente bajas. Tradicionalmente los estudios de plutonio se venían realizando utilizando técnicas radiométricas que requerían grandes volúmenes de agua (muestras de más de 100 L) lo que limitaba y encarecía enormemente las campañas oceanográficas. La situación era aún más complicada para el U-236 ya que su análisis no es posible mediante técnicas convencionales.

El estudio del plutonio y especialmente del U-236 en muestras oceanográficas ha sufrido un gran impulso en los últimos años gracias a la gran sensibilidad alcanzada por los modernos sistemas de AMS (Espectrometría de Masas con Aceleradores) que permiten el estudio de estos radionúclidos en muestras de muy bajas concentraciones. Además, esta técnica permite reducir considerablemente los volúmenes de agua de mar necesarios (se utilizan volúmenes inferiores a 10 litros). En este contexto, en el Centro Nacional de Aceleradores (CNA), se ha puesto a punto un nuevo método radioquímico específicamente diseñado para la medida de muestras de volúmenes reducidos por AMS. El nuevo método permite la extracción secuencial de Uranio (U) y Plutonio (Pu) a partir de una única muestra de menos de 10 litros, permitiendo así un mayor aprovechamiento de las muestras oceanográficas dado el gran valor de las mismas.

Para ello ha sido necesario realizar diversos estudios para establecer las condiciones óptimas que permiten alcanzar rendimientos químicos altos tanto para el U como para el Pu. Es decir, que la fracción de U o Pu que finalmente conseguimos extraer tras el procesado de una muestra sea lo más alta posible. Para estos estudios se han realizado medidas por espectrometría alfa en el CITIUS (Centro de Investigación Tecnología e Innovación de la Universidad de Sevilla).

Los resultados han sido satisfactorios, obteniéndose finalmente buenos rendimientos tanto para el U como para el Pu. Este nuevo procedimiento ya se ha aplicado con éxito en el estudio de muestras de agua de mar procedentes de distintas zonas.

El Centro Nacional de Aceleradores es una ICTS de localización única que forma parte del Mapa de ICTS actualmente vigente, aprobado el 7 de octubre de 2014 por el Consejo de Política Científica, Tecnológica y de Innovación (CPCTI).

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Referencia bibliográfica:
Isolation of 236U and 239,240Pu from seawater samples and its determination by Accelerator Mass Spectrometry
Mercedes López-Lora, Elena Chamizo, María Villa-Alfageme, Santiago Hurtado-Bermúdez, Núria Casacuberta, Manuel García-León
Talanta 178, 202-210 (2018)
http://dx.doi.org/10.1016/j.talanta.2017.09.026