Transcript ETAP 3 - Instytut Fizyki Jądrowej PAN
Strategiczny projekt badawczy TECHNOLOGIE WSPOMAGAJĄCE ROZWÓJ BEZPIECZNEJ ENERGETYKI JĄDROWEJ Zadanie badawcze nr 6. „Rozwój metod zapewnienia bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej dla bieżących i przyszłych potrzeb energetyki jądrowej”
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Zadanie 6, Etap 3, Cel 1 Metoda oceny odporności systemów hydrogeologicznych na wpływy zanieczyszczeń antropogenicznych związanych z eksploatacją elektrowni jądrowej Ireneusz Śliwka
Instytut Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk Zakład Fizykochemii Ekosystemów (NZ59)
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Skład osobowy realizujący projekt
Dr hab.Ireneusz Sliwka – kierownik NZ59 Dr Beata Grabowska - adiunkt Dr Joanna Najman – adiunkt (urlop wychowawczy) Dr Paweł Mochalski – adiunkt (staż zagraniczny) Dr Jacek Faber - adiunkt Mgr Monika Skowron - asystent Mgr Jaroslaw Bielewski – doktorant SDIFJ IVrok IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Plan wystąpienia
Wprowadzenie, lokalizacja elektrowni jądrowej (EJ) w Polsce Typy genetyczne wód podziemnych obszaru Polski Znaczniki środowiskowe stosowane w badaniach hydrologicznych Pobieranie próbek wody w terenie Plany badawcze w 2012 roku IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
EJ wokół Polski
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Lokalizacje dla przyszłej elektrowni jądrowej (EJ) wytypowane przez Polską Grupę Energetyczną.
25.11.2011.
Największą szansę na budowę EJ na Pomorzu mają (od lewej) Gąski, Choczewo oraz Żarnowiec, od lutego 2012 ruszają prace badawcze.
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Cykl hydrologiczny, EJ a wody podziemne EJ Gąski, Choczewo, Żarnowiec Ok..30% światowych zasobów wody słodkiej zawierają wody gruntowe IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Wiek wody podziemnej
Odporność systemu wód podziemnych na zanieczyszczenia antropogeniczne jest skorelowana z
wiekiem wody
, im woda starsza tym system jest bardziej odporny na zanieczyszczenia.
Definicja wieku wody podziemnej: - wiek wody stagnacyjnej (pogrzebanej) – czas jej przebywania w systemie liczonym od momentu jej odseparowania od systemu aktywnej wymiany, - wiek wody dla systemów dynamicznych (mobilnych) – czas jaki upłynął od momentu pojawienia się wody na wejściu do systemu do momentu jej pojawienia się w miejscu pomiaru.
Wiek wody podziemnej oznacza się za pomocą
metod znacznikowych
wg. ściśle określonych procedur analitycznych i modelowania matematycznego .
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Wody podziemne, ze względu na wiek wody, można podzielić na:
-
wody współczesne
(młode), zawierające jakiś składnik antropogeniczny wskazujący na ich całkowite bądź dominujące zasilanie w „erze przemysłowej” -
wody holoceńskie
„ery przedprzemysłowej” lub „przedtermojądrowej”, tzn. bez składników antropogenicznych, -
wody plejstoceńskie
(paleoinfiltracyjne lub reliktowe) to wody infiltracyjne starsze niż wody holoceńskie. Infiltracyjne wody plejstoceńskie pochodzą najczęściej z opadów w końcowych etapach ostatniego glacjału, tzn. z zasilania w okresie od około 13,5 do 10 tys. lat i są one nazywane wodami wieku glacjalnego.
-
wody infiltracji przedpleistoceńskiej
(lub przedczwartorzędowej), pochodzą z zasilania w różnych okresach lądowych przed plejstocenem (bardzo stare).
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Zmiany stężeń w czasie wybranych znaczników w atmosferze Ziemi
Zuber A., Ciężkowski W., Różański K.
Metody znacznikowe w badaniach hydrogeologicznych – poradnik metodyczny
. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2007.
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Zakresy datowania wód podziemnych dla różnych znaczników
Zuber A., Ciężkowski W., Różański K.
Metody znacznikowe w badaniach hydrogeologicznych
Wrocław 2007.
– poradnik metodyczny
. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Schemat przenikania znaczników do wód podziemnych i pobieranie próbek wody ze studni głębinowej czas C pow = 5,5 ppt = 33 fg/cm 3 SF 6 .
.
.
SF .
6 .
.
F-11 .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
. .
.
.
.
.
.
.
C 1950 czas = 0,003 fg/cm 3 C = 0,3 fg/cm 3 IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
C = 0,003 fg/cm 3
Oznaczanie stężenia znaczników w wodzie podziemnej metodą chromatografii gazowej wymaga:
1.
pobrania próbki wody
bez kontaktu z powietrzem
z otoczenia, 2.
3.
wydzielenia gazów z próbki wody, wzbogacenia stężenia znacznika z próbki gazowej, 4. analizy próbki gazowej w układzie chromatograficznym.
Zdjęcie i schemat pojemnika pomiarowego IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
zastosowanego do pobierania próbek wody podziemnej
Schemat układu do pobierania wody podziemnej
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Pobieranie próbek wody w terenie ze studni głębinowych
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Uproszczony schemat metody chromatograficznej
N analizowana próbka, u - przepływ gazu nośnego Śliwka I., 2003 - . Raport IFJ PAN Nr 1924/AP –
Detektor wychwytu elektronów – podstawy teoretyczne i przykłady zastosowań
. Rozprawa habilitacyjna.
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Układ do pomiaru stężenia F-11, F-12, F-113 oraz SF 6 metodą chromatografii gazowej
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Układ do pomiaru stężenia Ar i Ne metodą chromatografii gazowej
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Związek matematyczny między stężeniem znacznika na wejściu i wyjściu systemu hydrologicznego a wiekiem wody
gdzie: t jest czasem kalendarzowym, τ jest czasem przepływu tzw. wiekiem strugi wody, g(τ) jest funkcją odpowiedzi systemu tzw. funkcja rozkładu czasów przebywania, λ jest stałą rozpadu w przypadku znaczników promieniotwórczych.
IFJ PAN Kraków, 9.12.2011
Plany badawcze w 2012 roku
pobieranie terenowe próbek wody w obszarze lokalizacji EJ (dwie kampanie początek kwietnia i koniec września 2012) i ich chromatograficzna analiza -montaż nowego układu chromatograficznego do jednoczesnego pomiaru stężenia związków chlorowcowych, neonu i argonu z jednej próbki wody - testowanie zbudowanego układu pomiarowego na wodach powierzchniowych i podziemnych z rejonu Krakowa -nawiązanie współpracy z PIG (konsultacje) oraz z WFiIS AGH (konsultacje, pomiary trytu) IFJ PAN Kraków, 9.12.2011