近日，公司核技术团队在对南海和印度洋中海水与沉积物中放射性核素（镎、钚）的迁移特征进行模拟研究，并确定其来源方面取得了重要进展。该研究以“Modeling the Migration Characteristics and Identifying the Sources of ²³⁷Np and ^239+240Pu in Seawater and Sediments in the South China Sea and the Indian Ocean”为题，发表在《Environmental Science & Technology》期刊上。本项工作得到了国家自然科学基金项目的资助。

为了明确海洋环境中放射性核素的迁移特征及其来源，本研究采用ICP-MS技术测定了南海与印度洋沉积物中²³⁷Np与^239+240Pu的活度，以及相应的²³⁷Np/²³⁹Pu和²⁴⁰Pu/²³⁹Pu原子比，以此作为示踪剂探讨从PPG到两大海域之间的传输路径。这是首次大规模报道南海沉积物中²³⁷Np活度及其²³⁷Np/²³⁹Pu原子比的分布，为评估Np在海洋中的迁移特性和去除特性奠定了基础。 在南海沉积物岩芯中，²³⁷Np的蓄积量与^239+240Pu的范围分别为0.444~4.393 μBq/cm²和0.507~8.276 mBq/cm²，整体呈现由浅水区向深水区递减的趋势。通过对岩芯中²³⁷Np/²³⁹Pu与²⁴⁰Pu/²³⁹Pu原子比进行分析，可以得出结论：Np的迁移速率高于Pu，这一现象与两者的理化性质密切相关。此外，利用S-ADE模型对研究区域内海水中Np与Pu浓度进行了模拟，其水平分布模式类似于沉积物。然而，观察到Np浓度在垂直方向上自表层开始以指数形式递减，而 Pu浓度则呈单峰分布，其最大值出现在约500米处。这可能归因于二者溶解度差异以及沉积颗粒对它们吸附清除特性的不同。

图1. ^239+240Pu和²³⁷Np比活度的垂直分布，以及²³⁷Np/²³⁹Pu和²⁴⁰Pu/²³⁹Pu的原子比在岩芯中的垂直分布。

图2. 利用S-ADE模型对10 m、1000 m和2000 m海水中²³⁷Np浓度的模拟结果。

论文作者：管永精，赖剑辉（硕），张睿涵（苏州大学），韦小敏（硕），王深圳，王淑毅（硕），王凌一（硕），韩喜彬（自然资源部），黎刚（中科院南海所，通讯作者），刘志勇（苏州大学，通讯作者）

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c04342