撰稿 / 陳宣豪 (科學推展中心特約編輯)
各儀器量測所需樣品量（μg-Ｕ: 微克的鈾）及量測時間
研究全球海洋環流、生物循環及其變化規律的海洋學，除了衛星、海流儀等量測方式，透過研究不同地點、不同時間於近海、深海等海洋環境的同位素示蹤劑（或同位素標記；Tracer) 比率，也是一種方式，常用示蹤劑則有氚、氦-3、碳-14、碘-129、銫-137。
鈾(U)有三種同位素，分別為鈾-238、鈾-235和鈾-234，其中鈾-235因為核分裂較容易引發連鎖反應，故而常被應用在核能發電及核彈製作，1950至1960之間，太平洋海域曾有核武試爆，中子撞擊鈾-235後產生自然界少見的鈾-236，多數像大氣落塵般沉降，少數則落入海域後隨著海洋環流從太平洋帶往全世界，不斷改變各海域的236U/238U比值；因此這個比值，成為全球與區域性的海洋循環研究最新、且最有潛力的工具。然而，要精準測量極小的236U/238U比值，不是一件容易的事。
跨系所與跨國合作之突破性分析技術
目前臺灣附近表層海水中的236U與238U的比值約為1 : 109，差別非常懸殊，想像一下，若238U的儀器訊號強度猶如臺灣南北縱長約400公里的距離之大，那236U的訊號則比指甲的厚度還要薄。天差地別的兩個同位素要同時精準測量，非常困難，況且巨大的238U訊號，有一小部分會散落各處，干擾甚至淹沒236U的訊號。在過去，236U /238U的測量，需要使用稀有且昂貴的加速質譜儀（AMS）分析，冗長分析的時間、高成本的經費、以及大量樣品量的需要，限制了此領域的發展。
為了讓236U /238U分析技術普及，由臺灣大學海洋所林卉婷助理教授主導，和臺灣大學地質系沈川洲講座教授、姜宏偉、余采倫博士後研究員及國際學者，共同建立突破性分析方法，利用地球化學、海洋化學機構普遍擁有，且分析成本較低的多接受器耦合電漿質譜儀 (MC-ICPMS)，搭配二次電子增幅器(SEM)發展新式測量技術，其所需樣品量是目前全球同等級測量中最少，僅需飛克(10-15 g)的鈾-236，就能準確測量到236U /238U豐度比值。
團隊測量國際標準品IRMM-075系列與取自瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH）的參考樣品ZUTRI重複測定236U/238U比值，結果顯示建立的新方法在測量1×10−9到1×10−7區間的236U/238U比值與世界公認值一致，確認新方法的測量準確度與可信度。
海洋樣品分析及應用
此突破性技術MC-ICPMS目前已被刊登在分析化學界極具份量國際期刊《Analytical Chemistry》，團隊目前正利用MC-ICPMS新方法測量西太平洋海水，還有台灣南部與日本海珊瑚的236U/238U值，以建立太平洋與印度洋的海洋循環、瞭解人類活動製造出的核種在海洋中的擴散、以及監測核料安全性等應用。
參考文獻
[1] Lin et al. (2021) 236U_238U Analysis of Femtograms of 236U by MC-ICPMS
[2] 林卉婷助理教授研究團隊突破性新技術榮登分析化學重量級期刊Analytical Chemistry
http://www.oc.ntu.edu.tw/?p=21721
