161 resultados para Protactinium.
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Biogenic particle fluxes from highly productive surface waters, boundary scavenging, and hydrothermal activity are the main factors influencing the deposition of radionuclides in the area of the Galapagos microplate, eastern Equatorial Pacific. In order to evaluate the importance of these three processes throughout the last 100 kyr, concentrations of the radionuclides 10Be, 230Th, and 231Pa, and of Mn and Fe were measured at high resolution in sediment samples from two gravity cores KLH 068 and KLH 093. High biological productivity in the surface waters overlying the investigated area has led to 10Be and 231Pa fluxes exceeding production during at least the last 30 kyr and probably the last 100 kyr. However, during periods of high productivity at the up welling centers off Peru and extension of the equatorial high-productivity zone, a relative loss of 10Be and 231Pa may have occurred in these sediment cores because of boundary scavenging. The effects of hydrothermal activity were investigated by comparing the 230Thex concentrations to the Mn/Fe ratios and by comparing the fluxes of 230Th and 10Be which exceed production. The results suggest an enhanced hydrothermal influence during isotope stages 4 and 5 and to a lesser extent during isotope stage 1 in core KLH 093. During isotope stages 2 and 3, the hydrothermal supply of Mn was deposited elsewhere, probably because of changes in current regime or deep water oxygenation. A strong increase of the Mn/Fe ratio at the beginning of climatic stage 1 which is not accompanied by an increase of the 230Thex concentration is interpreted to be an effect of Mn remobilization and reprecipitation in the sediment.
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Ocean circulation may have undergone reductions and reinvigorations in the past closely tied to regional climate changes. Measurements of 231Pa/230Th ratios in a sediment core from the Bermuda Rise have been interpreted as evidence that the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) was weakened or completely eliminated during a period of catastrophic iceberg discharges (Heinrich-Event 1, H1). Here we present new data from the Bermuda Rise that show further 231Pa/230Th peaks during Heinrich-2 (H2) and Heinrich-3 (H3). Additionally, a tight correlation between diatom abundances (biogenic silica) and 231Pa/230Th is discovered in this core. Our results redirect the interpretation of 231Pa/230Th from the Bermuda Rise as a proxy for ocean circulation towards a proxy that reacts highly sensitive to changes of particle composition and water mass properties.
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Instead of the isotopes Jo, Th, and Pa the radioactive daughter products Rn, Tn, and An were measured. It was possible to date four cores and to calculate the sedimentation rates. A rough estimation of the sedimentation in the northern part of the Indian Ocean can be given. In the middle part, the sedimentation rate is s = 0.32 cm/10**3 years, and near Africa and near India this rate increases to values of about2 cm/10**3 years.
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To study the complex formation of group 5 elements (Nb, Ta, Ha, and pseudoanalog Pa) in aqueous HCI solutions of medium and high concentrations the electronic structures of anionic complexes of these elements [MCl_6]^-, [MOCl_4]^-, [M(OH)-2 Cl_4]^-, and [MOCl_5]^2- have been calculated using the relativistic Dirac-Slater Discrete-Variational Method. The charge density distribution analysis has shown that tantalum occupies a specific position in the group and has the highest tendency to form the pure halide complex, [TaCl_6-. This fact along with a high covalency of this complex explains its good extractability into aliphatic amines. Niobium has equal trends to form pure halide [NbCl_6]^- and oxyhalide [NbOCl_5]^2- species at medium and high acid concentrations. Protactinium has a slight preference for the [PaOCl_5]^2- form or for the pure halide complexes with coordination number higher than 6 under these conditions. Element 105 at high HCl concentrations will have a preference to form oxyhalide anionic complex [HaOCl_5]^2- rather than [HaCl_6]^-. For the same sort of anionic oxychloride complexes an estimate has been done of their partition between the organic and aqueous phases in the extraction by aliphatic amines, which shows the following succession of the partition coefficients: P_Nb < P_Ha < P_Pa.
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ZusammenfassungDie Resonanzionisationsmassenspektrometrie (RIMS) verbindet hohe Elementselektivität mit guter Nachweiseffizienz. Aufgrund dieser Eigenschaften ist die Methode für Ultraspurenanalyse und Untersuchungen an seltenen oder schwer handhabbaren Elementen gut geeignet. Für RIMS werden neutrale Atome mit monochromatischem Laserlicht ein- oder mehrfach resonant auf energetisch hoch liegende Niveaus angeregt und anschließend durch einen weiteren Laserstrahl oder durch ein elektrisches Feld ionisiert. Die Photoionen werden in einem Massenspektrometer massenselektiv registriert.Ein Beispiel für die Anwendung von RIMS ist die präzise Bestimmung der Ionisationsenergie als fundamentale physikalisch-chemische Eigenschaft eines bestimmten Elements; insbesondere bei den Actinoiden ist die Kenntnis der Ionisationsenergie von Interesse, da es dort bis zur Anwendung der laser-massenspektroskopischer Methode nur wenige experimentelle Daten gab. Die Bestimmung der Ionisationsenergie erfolgt durch die Methode der Photoionisation im elektrischen Feld gemäß dem klassischen Sattelpunktsmodell. Im Experiment werden neutrale Atome in einem Atomstrahl mittels Laserlicht zunächst resonant angeregt. Die angeregten Atome befinden sich in einem äußeren, statischen elektrischen Feld und werden durch einen weiteren Laserstrahl, dessen Wellenlänge durchgestimmt wird, ionisiert. Das Überschreiten der Laserschwelle macht sich durch einen starken Anstieg im Ionensignal bemerkbar. Man führt diese Messung bei verschiedenen elektrischen Feldstärken durch und erhält bei Auftragen der Ionisationsschwellen gegen die Wurzel der elektrischen Feldstärke durch Extrapolation auf die Feldstärke Null die Ionisationsenergie.Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Ionisationsenergie von Actinium erstmalig zu 43398(3) cm-1 º 5,3807(4) eV experimentell bestimmt. Dazu wurden Actiniumatome zunächst einstufig resonant mit einem Laser mit einer Wellenlänge von 388,67 nm auf einen Zustand bei 25729,03 cm-1 angeregt und anschließend mit Laserlicht mit einer Wellenlänge von ca. 568 nm ionisiert. Damit sind die Ionisationsenergien aller Actinoiden bis einschließlich Einsteinium mit Ausnahme von Protactinium bekannt. Als Atomstrahlquelle wird ein spezielles 'Sandwichfilament' benutzt, bei dem das Actinoid als Hydroxid auf eine Tantalfolie aufgebracht und mit einer reduzierenden Deckschicht überzogen wird. Das Actinoid dampft bei Heizen dieser Anordnung atomar ab. Bei den schwereren Actinoiden wurde Titan als Deckschicht verwendet. Um einen Actiniumatomstrahl zu erzeugen, wurde aufgrund der hohen Abdampftemperaturen statt Titan erstmals Zirkonium eingesetzt. Bei Protactinium wurde Thorium, welches noch stärkere Reduktionseigenschaften aufweist, als Deckmaterial eingesetzt. Trotzdem gelang es mit der 'Sandwichtechnik' nicht, einen Protactiniumatomstrahl zu erzeugen. In der Flugzeitapparatur wurde lediglich ein Protactinium-monoxidionensignal detektiert. Um ein erst seit kurzem verfügbares Fest-körperlasersystem zu explorieren, wurden zusätzlich noch die bekannten Ionisations-ener-gien von Gadolinium und Plutonium erneut bestimmt. Die gemessenen Werte stimmen mit Literaturdaten gut überein.Ferner wurde noch ein bestehender Trennungsgang für Plutonium aus Umweltproben auf die Matrices Meerwasser und Hausstaub angepasst und für die Bestimmung von Plutonium und dessen Isotopenzusammensetzung in verschiedenen Probenreihen mittels RIMS eingesetzt. Der modifizierte Trennungsgang ermöglicht das schnelle Aufarbeiten von großen Probenmengen für Reihenuntersuchungen von Plutoniumkontaminationen. Die ermittelten Gehalten an 239Pu lagen zwischen 8,2*107 Atome pro 10 l Meerwasserprobe und 1,7*109Atome pro Gramm Staubprobe.