东海和冲绳沉积物中自生铀蓄积过程及控制机理

采用同位素稀释ICP-MS测定法,对中国东海陆架及日本冲绳海槽的6个沉积物芯中U和Th的同位素地球化学行为进行了研究,以了解氧化还原敏感元素U在近海次氧化性沉积物中的蓄积行为,并评价其在全球海洋铀平衡中的意义。东海沉积物芯中,238U浓度及238U/232Th比值随深度变化不明显。但是在冲绳海槽沉积物芯中,238U浓度及238U/232Th比值在沉积芯表层氧化带显示较低值,然后在次氧化层随深度增加而增加。230Th和232Th浓度在所有沉积物芯中基本不随深度变化。这些结果说明,冲绳沉积物中有“自生铀”的蓄积过程发生,蓄积速率约为(47±5)～(90±8)ng/(cm2·a),与文献报道的世界其他海域次氧化性沉积区大致相当。进一步证明了U在近海次氧化性沉积区的蓄积对于全球海洋铀平衡有重要意义。“自生铀”的主要蓄积机制是海水U(Ⅵ)向沉积物迁移,在还原条件下被还原为惰性的U(Ⅳ)并被吸附在沉积物固体相上。

钚同位素法示踪中国领海核爆散落物钚的主要来源与迁移途径

使用电感耦合等离子体质谱仪，对东海及冲绳海槽沉积物、南海及邻近海域以及西北太平洋表层水中^240Pu／^239Pu同位素比值进行了测定，以确定中国领海核爆散落核素钚的主要来源及迁移途径。结果显示：东海及冲绳海槽沉积物中^240Pu／^239Pu比值分布于0．24～0．31之间，南海及邻近海域以及西北太平洋表层水^240Pu／^239Pu比值也处于0．22～0．24之间，都明显高于全球大气理论沉降值0．18。根据^240Pu／^239Pu比值及其在沉积物芯中的分布特征分析，二十世纪50年代早期美国在北太平洋马绍尔群岛进行的核爆实验，被认为是中国领海及其邻近海域除全球大气沉降外的另一重要的钚的来源。模式计算显示，东海及冲绳沉积物中约55％、中国南海及其邻近海域表层水中约40％、西北太平洋表层水中约20％的钚，来自北太平洋核爆基地。北太平洋赤道环流及其在西北太平洋的分支洋流是钚自核爆地向中国领海迁移的主要通道。