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우라늄 동위원소의 분석과 활용에 대한 고찰
A Review on Analysis of Natural Uranium Isotopes and Their Application 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.56 no.5, 2023년, pp.547 - 555  

김영민 (한국기초과학지원연구원 환경분석연구부)

초록
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분석 기기의 발달과 더불어 자연 우라늄 동위원소 비(238U/235U)와 분별작용에 대한 연구가 점차 증가하고 있다. MC-ICP-MS을 이용한 우라늄 동위원소의 정밀한 분석이 가능해지면서 137.88의 고정된 값으로 여겨졌던 자연 물질의 238U/235U 비가 우라늄 동위원소 분별작용에 의해 최대 수 퍼밀까지 변화할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 본 고찰에서는 우라늄 동위원소의 분석과 표기에 대해 간략하게 설명한 후, 지구 상 주요 물질들의 우라늄 동위원소 값(δ238U)의 변화와 지구화학적 특징을 살펴본다. 특히, 우라늄 광상의 유형과 특징에 따른 우라늄 동위원소 조성 연구 사례를 소개하고, 상대적으로 큰 δ238U 범위를 야기하는 우라늄 동위원소 분별작용에 대해 논의한다. 이를 바탕으로 고준위 방사성 폐기물 처분장의 모의 실험을 위한 자연 유사 모델로서 우라늄 광상이 갖는 연구 의의에 대해 고찰한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Due to enhanced precision in uranium isotope measurements with MC-ICP-MS, there has been a surge in studies concerning the naturally occurring uranium isotope ratio (238U/235U) and its associated fractionation processes. Several researchers have highlighted that the 238U/235U ratio, previously assum...

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참고문헌 (50)

  1. Andersen, M.B., Elliott, T., Freymuth, H., Sims, K.W., Niu, Y. and?Kelley, K.A. (2015) The terrestrial uranium isotope cycle.?Nature, v.517, p.356-359. doi: 10.1038/nature14062 

  2. Andersen, M.B., Stirling, C.H. and Weyer, S. (2017) Uranium?isotope fractionation. Reviews in Mineralogy and Geochemistry,?v.82, p.799-850. doi: 10.2138/rmg.2017.82.19 

  3. Andersen, M.B., Vance, D., Morford, J.L., Bura-Nakic, E.,?Breitenbach, S.F. and Och, L. (2016) Closing in on the marine?238U/235U budget. Chemical Geology, v.420, p.11-22. doi: 10.1016/j.chemgeo.2015.10.041 

  4. Bopp IV, C.J., Lundstrom, C.C., Johnson, T.M. and Glessner, J.J.?(2009) Variations in 238 U/ 235 U in uranium ore deposits:?Isotopic signatures of the U reduction process?. Geology, v.37,?p.611-614. doi: 10.1130/G25550A.1 

  5. Bourdon, B., Turner, S., Henderson, G.M. and Lundstrom, C.C.?(2003) Introduction to U-series geochemistry. Reviews in?mineralogy and geochemistry, v.52, p.1-21. doi: 10.2113/0520001 

  6. Brennecka, G.A., Borg, L.E., Hutcheon, I.D., Sharp, M.A. and?Anbar, A.D. (2010) Natural variations in uranium isotope ratios?of uranium ore concentrates: Understanding the 238U/235U?fractionation mechanism. Earth and Planetary Science Letters,?v.291, p.228-233. doi: 10.1016/j.epsl.2010.01.023 

  7. Brennecka, G.A., Wasylenki, L.E., Bargar, J.R., Weyer, S. and?Anbar, A.D. (2011) Uranium isotope fractionation during adsorption?to Mn-oxyhydroxides. Environmental Science & Technology,?v.45, p.1370-1375. doi: 10.1021/es103061v 

  8. Chen, J.H. and Wasserburg, G.J. (1981) The isotopic composition of?uranium and lead in Allende inclusions and meteoritic phosphates.?Earth and Planetary Science Letters, v.52, p.1-15. doi: 10.1016/0012-821X(81)90202-8 

  9. Cheng, H., Edwards, R.L., Shen, C.C., Polyak, V.J., Asmerom, Y.,?Woodhead, J., Hellstrom, J., Wang, Y., Kong, X., Spotl. C.,?Wang, X. and Alexander Jr. E.C. (2013) Improvements in 230Th?dating, 230Th and 234U half-life values, and U-Th isotopic?measurements by multi-collector inductively coupled plasma?mass spectrometry. Earth and Planetary Science Letters, v.371,?p.82-91. doi: 10.1016/j.epsl.2013.04.006 

  10. Chernyshev, I.V., Golubev, V.N., Chugaev, A.V. and Baranova, A.?N. (2014) 238 U/ 235 U isotope ratio variations in minerals from?hydrothermal uranium deposits. Geochemistry International, v.52,?p.1013-1029. doi: 10.1134/S0016702914120027 

  11. Cowan, G.A. and Adler, H.H. (1976) The variability of the natural?abundance of 235 U. Geochimica et Cosmochimica Acta, v.40,?p.1487-1490. doi: 10.1016/0016-7037(76)90087-9 

  12. Cuney, M. (2010) Evolution of uranium fractionation processes?through time: driving the secular variation of uranium deposit?types. Economic Geology, v.105, p.553-569. doi: 10.2113/gsecongeo.105.3.553 

  13. De Laeter, J.R., Rosman, K.J.R. and Smith, C.L. (1980) The Oklo?natural reactor: cumulative fission yields and retentivity of the?symmetric mass region fission products. Earth and Planetary?Science Letters, v.50, p.238-246. doi: 10.1016/0012-821X(80)90135-1 

  14. Escareno-Juarez, E., Pardo, R., Gasco-Leonarte, C., Vega, M.,?Sanchez-Bascones, M.I. and Barrado-Olmedo, A.I. (2019)?Determination of natural uranium by various analytical techniques?in soils of Zacatecas State (Mexico). Journal of Radioanalytical?and Nuclear Chemistry, v.319, p.1135-1144. doi: 10.1007/s10967-019-06428-6 

  15. Gauthier-Lafaye, F., Holliger, P. and Blanc, P.L. (1996) Natural?fission reactors in the Franceville basin, Gabon: A review of the?conditions and results of a "critical event" in a geologic system.?Geochimica et Cosmochimica Acta, v.60, p.4831-4852. doi: 10.1016/S0016-7037(96)00245-1 

  16. Goldmann, A., Brennecka, G., Noordmann, J., Weyer, S. and?Wadhwa, M. (2015) The uranium isotopic composition of the?Earth and the Solar System. Geochimica et Cosmochimica Acta,?v.148, p.145-158. doi: 10.1016/j.gca.2014.09.008 

  17. Grenthe, I., Fuger, J., Konings, R.J., Lemire, R.J., Muller, A.B.,?Nguyen-Trung, C. and Wanner, H. (1992) Chemical thermodynamics?of uranium (Vol. 1). Amsterdam: Elsevier. 

  18. Hiess, J., Condon, D.J., McLean, N. and Noble, S.R. (2012) 238 U/ 235 U systematics in terrestrial uranium-bearing minerals. Science,?v.335, p.1610-1614. doi: 10.1126/science.1215507 

  19. Horwitz, E.P., Dietz, M.L., Chiarizia, R., Diamond, H., Essling,?A.M. and Graczyk, D. (1992) Separation and preconcentration of?uranium from acidic media by extraction chromatography.?Analytica Chimica Acta, v.266, p.25-37. doi: 10.1016/0003-2670(92)85276-C 

  20. Hwang, J. and Moon, S.H. (2018) Geochemical evidence for K-metasomatism related to uranium enrichment in Daejeon granitic?rocks near the central Ogcheon Metamorphic Belt, Korea.?Geosciences Journal, v.22, p.1001-1013. doi: 10.1007/s12303-018-0053-9 

  21. Hwang, J. and Yi, K. (2023) Occurrence, Chemical, and Pb-isotopic?Composition of Uraninite: A Verification of the Effective Source?of Uranium in a Granite Aquifer of the Daejeon Area, South?Korea. Aquatic Geochemistry, p. 1-15. doi: 10.1007/s10498-023-09415-2 

  22. Ku, T.L., Mathieu, G.G. and Knauss, K.G. (1977) Uranium in open?ocean: concentration and isotopic composition. Deep Sea Research,?v.24, p.1005-1017. doi: 10.1016/0146-6291(77)90571-9 

  23. Kuroda, P.K. (1982). The Oklo phenomenon. The Origin of the?Chemical Elements and the Oklo Phenomenon, p.31-55. 

  24. Langmuir, D. (1978) Uranium solution-mineral equilibria at low?temperatures with applications to sedimentary ore deposits.?Geochimica et Cosmochimica Acta, v.42, p.547-569. doi: 10.1016/0016-7037(78)90001-7 

  25. Lounsbury, M. (1956) The natural abundances of the uranium?isotopes. Canadian Journal of Chemistry, v.34, p.259-264. doi: 10.1139/v56-039 

  26. Murphy, M.J., Froehlich, M.B., Fifield, L.K., Turner, S.P. and?Schaefer, B.F. (2015) In-situ production of natural 236U in?groundwaters and ores in high-grade uranium deposits. Chemical?Geology, v.410, p.213-222. doi: 10.1016/j.chemgeo.2015.06.024 

  27. Murphy, M.J., Stirling, C.H., Kaltenbach, A., Turner, S.P. and?Schaefer, B.F. (2014) Fractionation of 238 U/ 235 U by reduction?during low temperature uranium mineralisation processes. Earth?and Planetary Science Letters, v.388, p.306-317. doi: 10.1016/j.epsl.2013.11.034 

  28. Nier, A.O. (1939) The isotopic constitution of uranium and the half-lives of the uranium isotopes. I. Physical Review, v.55, p.150.?doi: 10.1103/PhysRev.55.150 

  29. Noordmann, J., Weyer, S., Georg, R.B., Jons, S. and Sharma, M.?(2016) 238 U/ 235 U isotope ratios of crustal material, rivers and?products of hydrothermal alteration: new insights on the oceanic?U isotope mass balance. Isotopes in environmental and health?studies, v.52, p.141-163. doi: 10.1080/10256016.2015.1047449 

  30. Palme, H. and O'Neill, H.S.C. (2003) Cosmochemical estimates of?mantle composition. Treatise on geochemistry, v.2, p.1-38. doi: 10.1016/B0-08-043751-6/02177-0 

  31. Patterson, C., Tilton, G. and Inghram, M. (1955) Age of the Earth.?Science, v.121, p.69-75. doi: 10.1126/science.121.3134.69 

  32. Pohl, W.L. (2011) Economic geology: principles and practice. John?Wiley & Sons. 

  33. Rademacher, L.K., Lundstrom, C.C., Johnson, T.M., Sanford, R.A.,?Zhao, J. and Zhang, Z. (2006) Experimentally determined uranium?isotope fractionation during reduction of hexavalent U by bacteria?and zero valent iron. Environmental Science & Technology, v.40,?p.6943-6948. doi: 10.1021/es0604360 

  34. Richter, S., Alonso-Munoz, A., Eykens, R., Jacobsson, U., Kuehn,?H., Verbruggen, A., Aregbe, Y., Wellum, R. and Keegan, E.?(2008) The isotopic composition of natural uranium samples-Measurements using the new 233 U/ 236 U double spike IRMM-3636. International Journal of Mass Spectrometry, v.269, p.145-148. doi: 10.1016/j.ijms.2007.09.012 

  35. Richter, S., Eykens, R., Kuhn, H., Aregbe, Y., Verbruggen, A. and?Weyer, S. (2010) New average values for the n (238U)/n (235U)?isotope ratios of natural uranium standards. International Journal?of Mass Spectrometry, v.295, p.94-97. doi: 10.1016/j.ijms.2010.06.004 

  36. Robb, L. (2020) Introduction to ore-forming processes. John Wiley?& Sons. 

  37. Romaniello, S.J., Herrmann, A.D. and Anbar, A.D. (2013) Uranium?concentrations and 238U/235U isotope ratios in modern?carbonates from the Bahamas: Assessing a novel paleoredox?proxy. Chemical Geology, v.362, p.305-316. doi: 10.1016/j.chemgeo.2013.10.002 

  38. Rudnick, R.L. and Gao, S. (2003) Composition of the continental?crust. Treatise Geochem, v.3, p.1-64. 

  39. Russell, W.A., Papanastassiou, D.A. and Tombrello, T.A. (1978) Ca?isotope fractionation on the Earth and other solar system?materials. Geochimica et cosmochimica acta, v.42, p.1075-1090.?doi: 10.1016/0016-7037(78)90105-9 

  40. Shin, I., Kim, S., & Shin, D. (2016). Mineralogy and sulfur isotope?compositions of the uraniferous black slates in the Ogcheon?Metamorphic Belt, South Korea. Journal of Geochemical?Exploration, v.169, p.1-12. doi: 10.1016/j.gexplo.2016.07.008 

  41. Steiger, R.H. and Jager, E. (1977) Subcommission on geochronology:?convention on the use of decay constants in geo-and?cosmochronology. Earth and Planetary Science Letters, v.36,?p.359-362. doi: 10.1016/0012-821X(77)90060-7 

  42. Stirling, C.H., Andersen, M.B., Potter, E.K. and Halliday, A.N.?(2007) Low-temperature isotopic fractionation of uranium. Earth?and Planetary Science Letters, v.264, p.208-225. doi: 10.1016/j.epsl.2007.09.019 

  43. Stirling, C.H., Halliday, A.N. and Porcelli, D. (2005) In search of?live 247Cm in the early solar system. Geochimica et Cosmochimica?Acta, v.69, p.1059-1071. doi: 10.1016/j.gca.2004.06.034 

  44. Tissot, F.L. and Dauphas, N. (2015) Uranium isotopic compositions?of the crust and ocean: Age corrections, U budget and global?extent of modern anoxia. Geochimica et Cosmochimica Acta,?v.167, p.113-143. doi: 10.1016/j.gca.2015.06.034 

  45. Tissot, F.L., Dauphas, N. and Grossman, L. (2016) Origin of?uranium isotope variations in early solar nebula condensates.?Science Advances, v.2, p.e1501400. doi: 10.1126/sciadv.1501400 

  46. Uvarova, Y.A., Kyser, T.K., Geagea, M.L. and Chipley, D. (2014)?Variations in the uranium isotopic compositions of uranium ores?from different types of uranium deposits. Geochimica et?cosmochimica acta, v.146, p.1-17. doi: 10.1016/j.gca.2014.09.034 

  47. Weyer, S., Anbar, A.D., Gerdes, A., Gordon, G.W., Algeo, T.J. and?Boyle, E.A. (2008) Natural fractionation of 238U/235U.?Geochimica et Cosmochimica Acta, v.72, p.345-359. doi: 10.1016/j.gca.2007.11.012 

  48. Wohlers, A. and Wood, B.J. (2015) A Mercury-like component of?early Earth yields uranium in the core and high mantle 142 Nd.?Nature, v.520, p.337-340. doi: 10.1038/nature14350 

  49. Wood, B.J., Blundy, J.D. and Robinson, J.A.C. (1999) The role of?clinopyroxene in generating U-series disequilibrium during mantle?melting. Geochimica et Cosmochimica Acta, v.63, p.1613-1620.?doi: 10.1016/S0016-7037(98)00302-0 

  50. Zhang, R., Nadeau, K., Gautier, E.A., Babay, P.A., Ramella, J.L.,?Virgolici, M., Serban, A.E., Fugaru, V., Kimura, Y. Venchiarutti,?C., Richter, R., Aregbe, Y., Varga, Z., Wallenius, M., Mayer, K.,?Seo, H., Choi, J.Y., Tobi, C., Fayek, M., Sharpe, R., Samperton,?K.M., Genetti, V.D., Lindvall, R.E., Inglis, J.D., Denton, J.S.,?Reinhard, A.A., Francisco, B., Zhao, X., Kieser, W., He, J., Gao,?Y., Meija, J., El-Jaby A., Yang, L. and Mester Z. (2022)?Certification of uranium isotope amount ratios in a suite of?uranium ore concentrate certified reference materials. Geostandards?and Geoanalytical Research, v.46, p.43-56. doi: doi.org/10.1111/ggr.12409 

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