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6.2. RESONANZIONISATIONSMASSENSPEKTROMETRIE (RIMS) 181
aus dem weltweiten Fallout der oberirdischen Kernwaffentests [Hard73, Perk80]. Typische
Konzentrationen für Plutonium sind für Böden (0,6 – 3,2)×10 −13 g/g [Watt80], ca. 3, 8×10 −18
g/g für die Ozeane [Baxt95, Hiro01], ca. 10 −17 – 10 −18 g/g für Süßwasser (Nordamerika)
[Corn95] und durch Anreicherung über die Nahrungskette durchschnittlich ca. 10 −14 – 10 −16
g/g im Menschen [Tayl95]. Desweiteren kommt es als nichtanthropogener Eintrag in kleinsten
Mengen in uranhaltigen Mineralen, wie Pechblende vor [Katz86a]. Durch die Spontanspaltung
des Urans und Neutronenemission, Neutroneneinfang des 238 U und anschließendem β-Zerfall
wird es als 239 Pu gebildet und findet sich dadurch durchschnittlich im Konzentrationsbereich
(6 – 15)×10 −18 g/g [Alla84] in der Erdkruste. Kleine Mengen an primordialem 244 Pu konnten
in terrestrischen Proben nachgewiesen werden [Hoff71, Faes99].
Die Isotopenzusammensetzung des Plutoniums ist je nach Verwendungszeck, Alter oder dem
Neutronenfluss bei der Herstellung, Zusammensetzung der Brennelemente (MOX) unterschiedlich
und daher kann von dieser Isotopensignatur auf die Herkunft des Plutoniums geschlossen
werden, z.B. Fallout der Kernwaffentests, verschiedene Reaktoren oder Waffenplutonium.
Man nennt dies nukleare Forensik. Mit deren Standardmethode, der α-Spektrometrie,
kann jedoch aufgrund der sehr ähnlichen α-Energien des 239 Pu und 240 Pu nicht zwischen diesen
beiden gerade für die nukleare Forensik wichtigen Isotope unterschieden werden. Gleiches
gilt für die Nuklide 238 Pu und 241 Am, dem Zerfallsprodukt des 241 Pu. Hier leistet die RIMS
wertvolle Dienste, die durch ihre extrem hohe Sensitivität und Isotopenselektivität Isotopenverhältnisse
auch in Spurenmengen bestimmen kann.
Abbildung 6.3: Darstellung eines panzerbrechenden Urangeschosses [Uni01]. Zu sehen ist
der Kern aus DU (depleted uranium penetrator), der die panzerbrechende Wirkung erzeugt.
[Bürg05a]