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Massenspektrometrische Untersuchungen zur Verteilung natürlicher Radionuklide im Arabischen Meer

Fietzke, Jan

English Title: Mass spectrometric investigations on the distribution of natural radionuclides in the Arabian Sea

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Abstract

Die Verteilung der natürlichen Radionuklide 231Pa, 228Th, 230Th, 232Th und 234Th im Arabischen Meer wurde an Wasserproben, Sinkstoffallenmaterial und Oberflächensedimenten untersucht. Die vom Monsun angetriebenen starken saisonalen und regionalen Partikelflußvariationen zeigen deutliche Auswirkungen auf die vertikalen und lateralen Nuklidflüsse. Für 230Th und 231Pa konnte der stark ausgeprägte Boundary Scavenging Effekt untersucht werden. Dabei zeigte sich, daß aus dem zentralen Arabischen Meer 40...50 des in der Wassersäule produzierten 231Pa in Richtung der Küsten exportiert werden. Im Küstenstreifen vor der Arabischen Halbinsel werden lokal bis zu 150 zusätzlich zum vor Ort produzierten 231Pa im Sediment deponiert. Über die Bilanzierung der Radionuklidflüsse konnte die Fangeffizienz der im Rahmen von JGOFS-Indik im Arabischen Meer verankerten Sinkstoffallen abgeschätzt werden. Die tiefen Fallen (3000 m) wiesen Fängigkeiten von 90...118 auf, für eine flache Verankerung (500 m) wurden dagegen nur 50 ermittelt. Dieses Ergebnis bestätigt die Resultate anderer Untersuchungen, welche ebenfalls eine starke Unterfängigkeit flacher Fallen fanden. Desweiteren wurde ein neues Meßverfahren für Radionuklide mittels HR-ICP-MS entwickelt und angewendet. Dabei wurden mit TIMS-Messungen vergleichbare Nachweisgrenzen und Präzisionen erreicht. Meßzeit und Aufbereitungsaufwand konnten bei diesem neuen Verfahren gegenüber TIMS wesentlich verringert werden.

Translation of abstract (English)

The distribution of 231Pa, 228Th, 230Th, 232Th and 234Th in the Arabian Sea was studied on water samples, sediment trap matter and surface sediments. Strong variations of the particle flux forced by the monsoon are influencing the vertical and lateral radionuclide fluxes. The strong boundary scavenging effect was studied on the distributions of 231Pa and 230Th. In the central Arabian Sea 40...50 of 231Pa produced in the water column are exported to the coasts. Near the shelf of the Arabian Peninsula up to 150 231Pa more than produced in the overlying water column are deposited in sediments. With radionuclid budget calculations the trapping efficiencies of sediment traps deployed in the Arabian Sea was estimated. For deep traps (3000 m) efficiencies of 90...118 and for a shallow trap (500 m) 50 were calculated. These results corroborate those of other investigations, finding a strong undertrapping for shallow traps. A new method for radionuclid determination using HR-ICP-MS was developed and applied. With this method detection limits and precisions comparable with TIMS were achieved, while the requirements of measurement time and sample preparation were reduced.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Mangini, Prof. Dr. Augusto
Date of thesis defense: 21. June 2000
Date Deposited: 27. Sep 2000 00:00
Date: 2000
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Environmental Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Massenspektrometrie, Arabisches Meer, ThoriuProtactiniumm
Uncontrolled Keywords: Sinkstoffallenmass spectrometry , Arabian Sea , thorium , protactinium
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