behalve chloorfluorkoolstoffen kan tritium fungeren als een transiënte tracer en heeft het vermogen om de biologische, chemische en fysische paden in de wereldzeeën te “schetsen” vanwege de zich ontwikkelende distributie ervan. Tritium is dus gebruikt als instrument om de circulatie en ventilatie van de oceaan te onderzoeken en wordt voor dergelijke doeleinden gewoonlijk gemeten in Tritiumeenheden waarbij 1 TU wordt gedefinieerd als de verhouding van 1 tritiumatoom tot 1018 waterstofatomen, ongeveer gelijk aan 0,118 Bq/liter., Zoals eerder opgemerkt, introduceerden kernwapentests, voornamelijk op de hoge breedtegraad van het noordelijk halfrond, gedurende de late jaren vijftig en vroege jaren zestig grote hoeveelheden tritium in de atmosfeer, met name in de stratosfeer. Vóór deze kernproeven, was er slechts ongeveer 3 tot 4 kilogram tritium op het aardoppervlak; maar deze hoeveelheden stegen met 2 of 3 ordes van grootte tijdens de periode na de test., Sommige bronnen meldden dat de natuurlijke achtergrondniveaus in 1963 en 1964 met ongeveer 1.000 TU werden overschreden en de isotoop wordt gebruikt op het noordelijk halfrond om de leeftijd van het grondwater te schatten en hydrogeologische simulatiemodellen te construeren. Recente wetenschappelijke bronnen schatten dat de atmosferische niveaus op het hoogtepunt van wapentests de 1.000 TU benaderen en pre-fallout niveaus van regenwater tussen de 5 en 10 TU liggen. In 1963 registreerde Valentia Island Ierland 2000 TU in neerslag.,
Noord-Atlantische Oceaandit
in de stratosfeer (post-testperiode) interageerde en oxideerde het tritium met watermoleculen en was het aanwezig in veel van de snel geproduceerde regenval, waardoor tritium een prognostisch instrument werd voor het bestuderen van de evolutie en structuur van de hydrologische cyclus en de ventilatie en vorming van watermassa ‘ s in de Noord-Atlantische Oceaan.
Bom-tritiumgegevens werden gebruikt uit het Transient Tracers in the Ocean (TTO) – programma om de snelheid van aanvulling en kanteling van diep water in de Noord-Atlantische Oceaan te kwantificeren.,
Bom-tritium komt ook de diepe oceaan rond Antarctica binnen. Het grootste deel van het tritiatiewater (HTO) door de atmosfeer kan via de volgende processen in de oceaan terechtkomen:
(a) neerslag (b) damp-uitwisseling (c) afvoer van rivieren
deze processen maken HTO een geweldige tracer voor tijdschalen tot enkele decennia.,
met behulp van de gegevens van deze processen voor 1981 ligt de 1 TU isosurface tussen 500 en 1.000 meter diep in de subtropische gebieden en strekt zich vervolgens uit tot 1.500–2.000 meter ten zuiden van de Golfstroom als gevolg van recirculatie en ventilatie in het bovenste gedeelte van de Atlantische Oceaan. In het noorden verdiept de isosurface zich en bereikt de bodem van de abyssale vlakte, die direct gerelateerd is aan de ventilatie van de oceaanbodem over 10-20 jaar tijdschalen.
ook zichtbaar in de Atlantische Oceaan is het tritiumprofiel bij Bermuda tussen de late jaren 1960 en late jaren 1980., Er is een neerwaartse voortplanting van het tritium maximum van het oppervlak (1960) tot 400 meter (1980), wat overeenkomt met een verdieping snelheid van ongeveer 18 meter per jaar. Er zijn ook tritiumverhogingen op 1.500 meter diepte in de late jaren 1970 en 2.500 meter in het midden van de jaren 1980, die beide overeenkomen met koelgebeurtenissen in het diepe water en bijbehorende diepwaterventilatie.
uit een studie in 1991 werd het tritiumprofiel gebruikt als hulpmiddel voor het bestuderen van het mengen en verspreiden van nieuw gevormd Noord-Atlantisch diep Water (Nadw), wat overeenkomt met tritiumverhogingen tot 4 TU., Deze NADW heeft de neiging om te morsen over dorpels die de Noorse Zee scheiden van de Noord-Atlantische Oceaan en dan stroomt naar het westen en evenaar in diepe grensstromingen. Dit proces werd verklaard door de grootschalige tritiumdistributie in het diepe Noord-Atlantische gebied tussen 1981 en 1983. De subpolaire gyre wordt meestal door de NADW ververst (geventileerd) en is direct gerelateerd aan de hoge tritiumwaarden (> 1,5 TU)., Ook duidelijk was de afname van tritium in de diepe Westelijke grensstroom met een factor 10 van de Labradorzee naar de tropen, wat wijst op verlies aan het oceaaninterieur als gevolg van turbulente menging en recirculatie.
Pacifische en Indische oceaansedit
in een studie uit 1998 werden tritiumconcentraties in zeewater en atmosferische waterdamp (10 meter boven het oppervlak) bemonsterd op de volgende locaties: de Suluzee, de Fremantlebaai, de Baai van Bengalen, de Penangbaai en de straat van Malakka., Uit de resultaten bleek dat de tritiumconcentratie in het oppervlaktewater het hoogst was in de Fremantlebaai (ongeveer 0,40 Bq/liter), hetgeen zou kunnen worden toegeschreven aan het mengen van zoetwaterafvoer uit nabijgelegen gebieden als gevolg van grote hoeveelheden in kustwateren. Meestal werden lagere concentraties gevonden tussen 35 en 45 graden zuiderbreedte en in de buurt van de evenaar. Uit de resultaten bleek ook dat tritium in de loop van de jaren (tot 1997) (in het algemeen) is afgenomen als gevolg van het fysieke verval van tritium in de Indische Oceaan., Wat waterdamp betreft, was de tritiumconcentratie ongeveer één orde van grootte groter dan de concentraties van het oppervlaktewater (variërend van 0,46 tot 1,15 Bq/liter). Daarom wordt de waterdamp tritium niet beïnvloed door de oppervlakte zeewaterconcentratie; zo werden de hoge tritiumconcentraties in de damp geconcludeerd als een direct gevolg van de neerwaartse beweging van natuurlijk tritium van de stratosfeer naar de troposfeer (daarom vertoonde de oceaanlucht een afhankelijkheid van latitudinale verandering).,
in de Noordelijke Grote Oceaan verspreidt het tritium (geïntroduceerd als Tritium als bom op het noordelijk halfrond) zich in drie dimensies. Er waren ondergrond maxima in de middelste en lage breedtegraad regio ‘ s, wat wijst op laterale mengen (advectie) en diffusie processen langs lijnen van constante potentiaaldichtheid (isopycnalen) in de bovenste Oceaan. Sommige van deze maxima correleren zelfs goed met saliniteit extrema. Om de structuur voor de oceaancirculatie te verkrijgen, werden de tritiumconcentraties in kaart gebracht op 3 oppervlakken met een constante potentiële dichtheid (23.90, 26.02 en 26.81)., Uit de resultaten bleek dat het tritium goed gemengd was (op 6 tot 7 TU) op het isopycnaal van 26,81 in de subarctische cyclonische gyre en dat er een langzame uitwisseling van tritium (ten opzichte van de ondiepere isopycnalen) tussen deze gyre en de anticyclonische gyre in het zuiden; ook bleek het tritium op de 23,90 en 26,02 oppervlakken langzamer te worden uitgewisseld tussen de centrale gyre van de noordelijke Stille Oceaan en de equatoriale gebieden.,
de diepte-penetratie van bomtritium kan worden gescheiden in 3 verschillende lagen:
Laag 1 Laag 1 is de ondiepe laag en omvat de diepste, geventileerde laag in de winter; het heeft tritium ontvangen via radioactieve neerslag en verloor wat als gevolg van advectie en/of verticale diffusie en bevat ongeveer 28% van de totale hoeveelheid tritium. Laag 2 Laag 2 bevindt zich onder de eerste laag maar boven de 26.81 isopycnal en maakt niet langer deel uit van de gemengde laag., De twee bronnen zijn diffusie naar beneden vanuit de gemengde laag en zijwaartse expansies uitstekkende lagen (poleward); het bevat ongeveer 58% van het totale tritium. Laag 3 laag 3 is representatief voor wateren die dieper zijn dan de outcrop isopycnaal en kan alleen tritium ontvangen via verticale diffusie; het bevat de resterende 14% van het totale tritium. de gevolgen van de nucleaire fall-out werden gevoeld in de Verenigde Staten in het gehele Mississippi-systeem., Tritiumconcentraties kunnen worden gebruikt om de verblijfstijden van continentale hydrologische systemen te begrijpen (in tegenstelling tot de gebruikelijke oceanische hydrologische systemen) waaronder oppervlaktewateren zoals meren, beken en rivieren. Het bestuderen van deze systemen kan ook samenlevingen en gemeenten informatie verschaffen voor landbouwdoeleinden en de algehele kwaliteit van het rivierwater.,
in een studie uit 2004 werd rekening gehouden met verschillende rivieren tijdens het onderzoek van tritiumconcentraties (beginnend in de jaren zestig) in het gehele stroomgebied van de Mississippi: Ohio (grootste aanvoer naar de Mississippi), Missouri en Arkansas. De grootste tritiumconcentraties werden gevonden in 1963 op alle bemonsterde locaties in deze rivieren en correleren goed met de piekconcentraties in neerslag als gevolg van de kernbomproef in 1962., De hoogste concentraties kwamen voor in de Missouri (1963) en waren hoger dan 1.200 TU, terwijl de laagste concentraties werden gevonden in de Arkansas (nooit hoger dan 850 TU en minder dan 10 TU in het midden van de jaren tachtig).
verschillende processen kunnen worden geïdentificeerd aan de hand van de tritiumgegevens van de rivieren: directe afvloeiing en uitstroom van water uit grondwaterreservoirs. Met behulp van deze processen wordt het mogelijk om de respons van de stroomgebieden op de transiënte tritium tracer te modelleren., Twee van de meest voorkomende modellen zijn de volgende:
Zuiger-flow aanpak tritium signaal verschijnt onmiddellijk; en Goed gemengd reservoir aanpak uitstroom concentratie is afhankelijk van de verblijftijd van het bassin water
Helaas, beide modellen niet reproduceren van het tritium in het water van de rivier; dus, een twee-lid mengen model ontwikkeld dat bestaat uit 2 onderdelen: een aanwijzing-flow component (recente neerslag – “zuiger”) en een onderdeel waar de wateren bevinden zich in het bekken voor langer dan 1 jaar (“goed gemengd reservoir”)., Daarom wordt de tritiumconcentratie in het bekken een functie van de verblijfstijden in het bekken, putten (radioactief verval) of bronnen van tritium, en de inputfunctie.
voor de Ohio-rivier gaven de tritiumgegevens aan dat ongeveer 40% van de stroom bestond uit Neerslag met verblijfstijden van minder dan 1 jaar (in het Ohio-bekken) en oudere wateren bestonden uit verblijfstijden van ongeveer 10 jaar. De korte verblijfstijden (minder dan 1 jaar) kwamen dus overeen met de “prompt-flow”-component van het Tweekoppige mengmodel., Wat de Missouri River betreft, gaven de resultaten aan dat de verblijfstijden ongeveer 4 jaar waren, met een prompt-flow component van ongeveer 10% (Deze resultaten zijn te wijten aan de reeks dammen in het gebied van de Missouri River).
wat de massaflux van tritium door de hoofdstam van de Mississippi in de Golf van Mexico betreft, blijkt uit gegevens dat tussen 1961 en 1997 ongeveer 780 gram tritium uit de rivier is gestroomd, een gemiddelde van 7,7 PBq / jaar., En de huidige fluxen door de Mississippi rivier zijn ongeveer 1 tot 2 gram per jaar in tegenstelling tot de pre-bom periode fluxen van ongeveer 0,4 gram per jaar.