O urânio nem sempre é o mesmo:dependendo se este elemento químico é liberado pela indústria nuclear civil ou como precipitação de testes de armas nucleares, a proporção dos dois antropogênicos, ou seja, feito pelo homem, isótopos de urânio ²³³ Vc e ²³⁶ U varia. Esses resultados foram recentemente encontrados por uma equipe internacional agrupada em torno de físicos da Universidade de Viena e fornecem uma nova e promissora "impressão digital" para a identificação de fontes de emissão radioativa. Como consequência, é também um excelente rastreador ambiental para correntes oceânicas, como é mostrado na Nature Communications.

Os oceanos contêm naturalmente concentrações do elemento urânio (U) na faixa de vários microgramas por quilograma de água. Devido à sua forma química dissolvida, o urânio não é removido da água por sedimentação, mas é transportado e misturado com as massas de água correspondentes. Essas propriedades químicas permitem rastrear os processos de transporte de água nas correntes oceânicas, que têm uma forte influência no nosso clima.

Urânio como indicador oceanográfico

Isso também se aplica aos chamados isótopos de urânio antropogênicos liberados por atividades humanas, como usinas de reprocessamento nuclear, acidentes com reatores ou testes de armas nucleares atmosféricas. Uma vantagem de usar isótopos de urânio antropogênicos para rastrear correntes oceânicas é sua alta sensibilidade a pequenos, recentes entradas de urânio no grande reservatório de urânio natural. Ao observar a dispersão de traços de nuclídeos da fonte de sua emissão, os cientistas podem deduzir o transporte de água nos mares vizinhos.

O grupo de Física de Isótopos da Universidade de Viena iniciou a análise do isótopo do traço antropogênico ²³⁶ U vários anos atrás, que agora tem sido cada vez mais aceito como um rastreador oceanográfico pela respectiva comunidade científica. Contudo, em sistemas afetados por múltiplas fontes de contaminação, como o Oceano Ártico, um único isótopo não é suficiente para rastrear as correntes oceânicas porque muito pouco se sabe sobre a história de emissão das várias fontes.

²³³ VOCÊ/ ²³⁶ U - a nova impressão digital isotópica

"Então, estávamos procurando um segundo isótopo de urânio antropogênico, que é produzido durante a explosão de armas nucleares, mas dificilmente em usinas nucleares convencionais. Em termos de física nuclear, ²³³ Você parecia ser um candidato promissor, "explica Peter Steier, um dos iniciadores do estudo.

Os cientistas conseguiram analisar as menores quantidades de ²³³ Vc e ²³⁶ U usando espectrometria de massa de acelerador (AMS) no Vienna Environmental Research Accelerator (VERA). As amostras fornecidas por parceiros de cooperação internacional incluíram um núcleo de coral do Oceano Pacífico, um núcleo de turfeiras da Floresta Negra e amostras da Irlanda e do Mar Báltico. A detecção de concentrações extremamente baixas de ²³³ VOCÊ, por exemplo, 1 femtograma por grama de coral, só foi possível após uma grande atualização das instalações VERA.

A hipótese dos físicos foi confirmada, como eles encontraram um ²³³ VOCÊ/ ²³⁶ Razão U em amostras do Mar da Irlanda, que é conhecido por ser fortemente afetado por descargas da planta de reprocessamento de Sellafield, dez vezes menor do que nas amostras do pântano de turfa alemão, onde a precipitação global de testes de armas se acumulou. Os dados do coral e do núcleo das turfeiras podem até ser atribuídos a diferentes fases dos programas de teste de armas nucleares atmosféricas.

Novos insights sobre a precipitação de armas nucleares

Os autores argumentam que quantidades significativas de ²³³ U foram libertados por armas termonucleares, em que o isótopo é produzido por captura rápida de nêutrons em urânio altamente enriquecido, ou pela explosão de armas de baixa eficiência em que ²³³ U foi usado diretamente como combustível. "Nossos dados experimentais mostram que as contribuições para a precipitação global de armas, de acordo com o conhecimento de hoje, não podem explicar o ²³³ Balanço de urânio U no pântano. Isso sugere uma contribuição do único conhecido ²³³ Bomba U testada no local de teste de Nevada, "diz a primeira autora Karin Hain, da Universidade de Viena.