El uranio no siempre es el mismo:dependiendo de si este elemento químico es liberado por la industria nuclear civil o como consecuencia de las pruebas de armas nucleares, la proporción de los dos antropogénicos, es decir, hecho por el hombre, isótopos de uranio ²³³ U y ²³⁶ U varía. Estos resultados fueron encontrados recientemente por un equipo internacional agrupado en torno a físicos de la Universidad de Viena y proporcionan una nueva "huella digital" prometedora para la identificación de fuentes de emisión radiactiva. Como consecuencia, también es un excelente trazador ambiental para las corrientes oceánicas, como se muestra en Nature Communications.

Los océanos contienen naturalmente concentraciones del elemento uranio (U) en el rango de varios microgramos por kilogramo de agua. Debido a su forma química disuelta, el uranio no se elimina del agua por sedimentación, pero se transporta y mezcla junto con las correspondientes masas de agua. Estas propiedades químicas permiten rastrear los procesos de transporte de agua en las corrientes oceánicas, que tienen una fuerte influencia en nuestro clima.

El uranio como indicador oceanográfico

Esto también se aplica a los llamados isótopos de uranio antropogénicos liberados por actividades humanas, como plantas de reprocesamiento nuclear, accidentes de reactores o ensayos de armas nucleares atmosféricas. Una ventaja de utilizar isótopos de uranio antropogénicos para rastrear las corrientes oceánicas es su alta sensibilidad a los pequeños, recientes aportaciones de uranio al gran depósito de uranio natural. Al observar la dispersión de los nucleidos traza de la fuente de su emisión, los científicos pueden deducir el transporte de agua en los mares vecinos.

El grupo de Física de Isótopos de la Universidad de Viena inició el análisis del isótopo de trazas antropogénicas ²³⁶ U hace varios años, que ahora ha sido aceptado cada vez más como un trazador oceanográfico por la comunidad científica respectiva. Sin embargo, en sistemas afectados por múltiples fuentes de contaminación, como el Océano Ártico, un solo isótopo no es suficiente para rastrear las corrientes oceánicas porque se sabe muy poco sobre el historial de emisiones de las diversas fuentes.

²³³ U / ²³⁶ U:la nueva huella dactilar isotópica

"Así que estábamos buscando un segundo isótopo de uranio antropogénico, que se produce durante la explosión de armas nucleares pero difícilmente en las centrales nucleares convencionales. En términos de física nuclear, ²³³ U parecía ser un candidato prometedor, "explica Peter Steier, uno de los iniciadores del estudio.

Los científicos lograron analizar las cantidades más pequeñas de ²³³ U y ²³⁶ U utilizando espectrometría de masas con acelerador (AMS) en el Acelerador de Investigación Ambiental de Viena (VERA). Las muestras proporcionadas por socios de cooperación internacional incluyeron un núcleo de coral del Océano Pacífico, un núcleo de turbera de la Selva Negra y muestras del Mar de Irlanda y el Báltico. La detección de concentraciones extremadamente bajas de ²³³ U, por ejemplo, 1 femtogramo por gramo de coral, solo fue posible después de una importante actualización de las instalaciones de VERA.

Se confirmó la hipótesis de los físicos, como encontraron un ²³³ U / ²³⁶ Relación U en muestras del Mar de Irlanda, que se sabe que se ve muy afectado por los vertidos de la planta de reprocesamiento de Sellafield, diez veces menor que en las muestras de la turbera alemana donde se habían acumulado las consecuencias globales de las pruebas de armas. Los datos del coral y el núcleo de la turbera pueden incluso atribuirse a diferentes fases de los programas de pruebas de armas nucleares atmosféricas.

Nuevos conocimientos sobre las consecuencias de las armas nucleares

Los autores argumentan que cantidades significativas de ²³³ U fueron liberados por armas termonucleares, en el que el isótopo se produce por captura rápida de neutrones en uranio altamente enriquecido, o por la explosión de armas de baja eficiencia en las que ²³³ U se utilizó directamente como combustible. "Nuestros datos experimentales muestran que las contribuciones a las consecuencias globales de las armas, según el conocimiento actual, no pueden explicar la ²³³ Equilibrio de uranio U en la ciénaga. Esto sugiere una contribución del único conocido ²³³ Bomba U probada en el sitio de prueba de Nevada, "dice la primera autora Karin Hain de la Universidad de Viena.