在全球范围内，自1970年代以来，冰川的质量一直在下降。新降雪与冰雪融化的比例因全球变暖而失去平衡。这些伟大的冰雪结构正在融化、削弱、坍塌和消失，这在全世界没有先例。其结果是洪水、干旱、水供应受到威胁和经济受到削弱，所有这些都促成了气候变化的灾难性影响。由于许多人的生活依赖于冰川的饮用水、农业、水力发电和旅游业，准确预测和规划冰川接下来会发生什么至关重要。
瑞士依靠其冰川，但它们也在快速融化。根据瑞士科学院的数据，该国的冰川在2022年损失了超过6%的体积，是有记录以来最糟糕的一年。研究人员说，阿莱奇冰川是瑞士最大的冰川，到本世纪末可能失去一半的冰量。
冰川学家传统上使用标记来追踪冰川的运动，例如棒子、照片和历史画，以比较冰川随时间的变化。偶然的标记，如坠毁的飞机，也可以发出冰川运动的信号。现在有另一种更精确的方法，它可以帮助冰川学家更准确地模拟冰川的行为，并反过来预测它们的未来。这可以支持决策者为冰川的退缩或完全消失进行规划。
在该国首都伯尔尼以南约40公里处，Spiez实验室根据20世纪50年代和60年代的核武器试验(NWT)期间在冰中记录的签名开发了一种核技术。这些核武器试验产生并释放到大气中的人造放射性核素沉淀在世界各地的冰川表层。由于这些NWTs的日期是已知的，确定这些放射性核素的峰值浓度，以及由于冰流造成的放射性核素的分散模式，可以确定冰层的年代学。
斯皮埃兹实验室核化学部的研究员Stefan Röllin说："我们使用了一种测量土壤和其他固体材料中放射性核素的现有技术，并首次将其应用于水、冰和雪。”
冰中的放射性核素检测
2019年和2020年，Spiez实验室的专家和瑞士武装部队的成员攀登了伯尔尼阿尔卑斯山崎岖地形中的阿莱奇和高利冰川，收集其冰流的宝贵同位素数据。他们从每个冰川上提取了大约200个表面冰样，每个样品重达1公斤--这个数量足以检测到低水平的放射性核素。然后他们融化了这些样本，并应用放射化学方法提取和提纯铀和钚的同位素，他们用一种叫做多收集器电感耦合等离子体质谱仪，或MC-ICP-MS的高灵敏度仪器对其进行分析。
研究人员还应用了其他可以检测环境样本中是否存在西北地区放射性核素的核技术，包括检测是否存在铯的高分辨率伽马射线光谱法，以及检测是否存在氚的液体闪烁计数法。
Röllin说："这些数据可以用来完善和调整冰川流动模型，更好地了解冰川融化的速度，预测它的未来，并校准冰川流动模型以提高精确度。由Spiez实验室开发的方法是根据国际原子能机构的爱尔兰海水的参考样本进行验证的，以确保准确性。科学家们使用参考样品来检查他们的测试方法是否产生了准确的结果。国际原子能机构向全世界的实验室提供这种样品。
"我们针对IAEA参考材料的测试证实了我们有能力分析水中令人难以置信的低放射性核素浓度--每公斤百万分之一的百万分之一--这是很难做到的。"Röllin说。
Spiez实验室在2021年在希腊举行的国际环境放射性会议(ENVIRA 2021)和2022年在意大利举行的国际放射性核素计量学-低水平放射性测量技术会议(ICRM-LRLMT)上介绍了其研究。
Spiez实验室自2016年以来一直是IAEA的合作中心，并在2020年被重新指定为合作中心，直到2025年，以支持IAEA的计划活动。作为IAEA合作中心，它为研究人员提供培训，并接待培训课程和科学访问者。它还参加了派往IAEA成员国的专家团，以促进该技术在其他冰川对可持续环境政策和经济具有重要意义的地方的实际应用。
IAEA辐射测量实验室负责人Iolanda Osvath说："Spiez实验室是一个卓越的中心，它有着出色的分析能力记录，在实地取样和测量所有类型的污染物，特别是放射性核素方面有着丰富的经验，它为IAEA的环境放射性测量分析实验室(ALMERA)网络的培训和方法开发提供了巨大的支持。它的研究和开发以创新的方法解决广泛的环境问题，正如它在冰川方面的新工作所显示的那样"。
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