课题基金 / 基金详情

我国近海海域海水中的钚核素 - 水平、分布及同位素比值测量研究

批准号:
12075009
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
郭秋菊
依托单位:
学科分类:
核技术在其他领域中的应用
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭秋菊

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
钚核素是与核军工和核工业密切相关的敏感核素。今天环境中存在的钚核素主要来源于上世纪大气层核爆试验及核反应堆事故释放等人类核活动,钚核素以痕量或超痕量水平存在于环境中。和陆地土壤中钚的环境行为不同,海洋环境中钚会随洋流路径远距离迁移扩散。我国近海属于西北太平洋海域,该海域钚除全球沉降外,还明显受美国太平洋PPG核试验场影响。目前我国核电事业发展迅速,核电厂全部位于沿海地区,针对我国近海海域,开展海水中此“准本底”核素测量研究,可以阐明钚核素海洋环境行为,为我国核电厂反应堆安全运行评价和核事故应急准备奠定基础。.本项目拟建立基于电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)的海水中钚核素精确测量方法,测量239+240Pu和240Pu/239Pu;以位于渤海、黄海、东海和南海的15处核电基地近海30公里表层海水为研究对象,开展系统测量研究,填补完善我国近海海域数据,为今后核设施安全评价提供工具。
英文摘要
Plutonium nuclides are sensitive nuclides that have been in a close relationship with nuclear military and industry. Today, plutonium nuclides existing in the environment at trace or ultra-trace level were mainly released from a series of nuclear weapon tests conducted in last century and nuclear reactor accidents. Differing from their environmental behavior in terrestrial environment, plutonium in marine environment would go through long-distance transportation and diffusion along the current path. Chinese coastal water is part of western North Pacific, where plutonium inventory was not only received from the global fallout but also significantly impacted by the regional pollution from U.S. Pacific Proving Ground (PPG). For our nation, nuclear industry has been growing rapidly nowadays and all of the nuclear power plants are distributed in coastal regions. Hence, significant demand rises in recent years for the development of research focusing on the quasi-background level investigation of nuclides in Chinese coastal seawaters, which would help to illustrate the oceanographic behavior of plutonium and also build a foundation for the safety evaluation of nuclear power plants and emergent response to nuclear accidents..This project is planned to build a precise method for the determination of plutonium nuclides in seawater by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), and has surface seawaters sampled around 15 Chinese nuclear power bases to be the research objects. 239+240Pu concentration and 240Pu/239Pu atom ratio would be systematically determined for Bohai, Yellow Sea, East China Sea and South China Sea, i.e. all the 4 sea areas around China. The results could supplement the background dataset of radiological nuclides in China, and further offer support for the safety evaluation of nuclear power industry.
钚(Plutonium,Pu)是环境中重要的超铀元素,兼具化学毒性和放射性毒性。环境中的钚主要是人工来源的,与人类核活动密切相关。Pu同位素比值又称为核指纹,是表征其来源的敏感指标,是理想的环境示踪剂。我国是有核国家,上世纪后叶在西北罗布泊地区进行过一系列核武器试验,今天东部及南部沿海地区则是核电发展的集中区域。研究Pu核素在我国近海海域环境中的浓度水平、分布特征,分析其来源和环境行为,可以填补我国近海海域海水中Pu核素的基础科学数据,为我国核安全环境评价奠定基础。.本研究主要包括以下两部分内容:.首先,是基于电感耦合等离子质谱测量的海水中钚核素精确测量方法研究。Pu在海水样品中以痕量或超痕量水平存在,极低探测下限的精准测量方法的建立是本项目实施的基础,海水样品化学前处理程序研究是建立有效测量方法的关键。本项目确立了离子交换树脂双柱联合的实验室样品前处理方法,实现了铀-钚充分分离与钚核素提纯;通过蠕动泵进样,采用SF-ICP-MS的低质量分辨率(m/△m=300)模式实现了灵敏度的最大化;建立的测量方法采用IAEA提供的标准参考物质进行了质控,确认了方法的准确性。.其次,首次对我国沿海地区10个核电基地近海海域(30 km内)表层海水中Pu核素的浓度水平和同位素组成进行了系统全面的采样、测量和分析。在测量的53个海水样品中,15个样品239+240Pu浓度在探测下限(0.39 mBq m-3)以下,其余样品中239+240Pu浓度分布范围为0.72 – 4.14 mBq m-3(中值1.72 mBq m-3),240Pu/239Pu原子比分布范围为0.148 – 0.384(中值0.292;均值0.274)。结果显示,美国PPG核试验场污染物的传输对我国沿海30 km以内海水中Pu的分布也有显著影响;PPG污染传输和最初的以及岸上泥沙、淡水输入的全球沉降一并构成目前我国近岸海水中Pu的主要来源。该调查确认了在沿海颗粒物浓度较高的环境下,表层海水中也仍有大量溶解态的Pu存在。
极低水平氡析出测量研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    郭秋菊
  • 依托单位:
我国近海海域海水中的钚核素 - 水平、分布及同位素比值测量研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    63万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    郭秋菊
  • 依托单位:
基于ICP-MS测量技术的重要锕系元素环境行为研究
  • 批准号:
    11775009
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    72.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    郭秋菊
  • 依托单位:
大气中氡子体行为规律及其示踪技术研究
  • 批准号:
    11475009
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    110.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    郭秋菊
  • 依托单位:
国内基金
海外基金