Forskare som tittar på minimala nivåer av plutoniumföroreningar i våra jordar har gjort ett genombrott som kan hjälpa till att informera framtida "saneringsoperationer" på land runt kärnkraftverk, spara tid och pengar.

Publicering i tidskriften Naturkommunikation , forskare visar hur de har mätt det tidigare "omätbara" och tagit ett steg framåt i att skilja mellan lokala och globala källor till plutoniumföroreningar i marken.

Genom att identifiera det isotopiska "fingeravtrycket" av spårnivåmängder av plutonium i jorden som matchade det isotopiska fingeravtrycket för plutonium som skapats av en intilliggande kärnreaktor, forskargruppen kunde uppskatta halter av plutonium i marken som var hänförliga till reaktorföroreningar och särskilja detta från plutonium från allmänna globala föroreningar.

Detta är viktigt för att ge nyckelinformation till de ansvariga för miljöbedömning och sanering.

Plutonium som bildades i big bang förföll för länge sedan, men minimala mängder kan hittas i miljön som ett resultat av reaktioner i naturligt förekommande uran i marken, och på grund av mänsklig aktivitet. De senare förekommer lokalt i förhållande till deras produktionskälla, till exempel, från kärnkraftsavlopp, reaktorolyckor, olyckor med kärnvapen och plutoniumdrivna rymdsonder. De uppstår också globalt från nedfall från atmosfäriska kärnvapenprov som ägde rum mellan 1950-talet och 1980-talet.

I avsaknad av mänskligt ingripande, mängden plutonium i jorden varierar mycket långsamt med tiden på grund av de långa halveringstiderna för de flesta plutoniumisotoper och relativt långsamma naturliga transportmekanismer.

Förmågan att skilja mellan lokala källor till plutonium och globalt nedfall är viktig för att informera beslut om kärnkraftsarv, särskilt sanering av förorenad mark.

Med tanke på detta sammanhang, studien syftade till att avgöra om det lokala bidraget till att spåra plutoniumnivåer på platsen för en snabbuppfödande kärnreaktor kan urskiljas från det globala bidraget.

Med hjälp av acceleratormasspektrometri (ett av de känsligaste sätten att mäta plutonium), forskarna, från Lancaster University, ETH Zürich, och Dounreay Site Restoration Ltd, kunde visa att detta var möjligt och säga att deras forskningsresultat kan hjälpa till att informera om i vilken utsträckning sanering av det lokala plutoniumet kan vara nödvändigt.

Professor Malcolm Joyce, vid Lancaster University och huvudutredare, sade:"Plutonium är ursprungligen utdött men det betyder inte att vi inte hittar det i jorden. Fram till 1980 testades många kärnvapen i atmosfären - detta i kombination med andra former av föroreningar, har resulterat i spår av föroreningar.

"Vår studie visade att vi har mätt vad man kan ha antagit var "omätbart", skilja mellan två mycket olika källor till spårmängder av plutonium, vilket visar att det är möjligt att mäta denna utomordentligt låga indikator på mänsklig aktivitet om vi behöver göra det."