Transcript שקיעה משותפת של רדיום ובריום בבריכות אידוי לרכז של מתקן התפלה למים

‫שקיעה משותפת של רדיום ובריום בבריכות‬
‫אידוי לרכז של מתקן התפלה למים מליחים‬
‫יואב רוזנברג‪ ,1‬פולקר מץ‪ 2‬ויבחר‬
‫‪.2‬‬
‫גנאור‪1‬‬
‫‪ .1‬מחלקה למדעי הגיאולוגיה והסביבה‪ ,‬אוניברסיטת בן גוריון‬
‫‪Institute for Nuclear Waste Disposal, Karlsruhe Institute of Technology, Germany‬‬
‫תמונות‪:‬‬
‫טלי אדרי‬
‫מקורות רדיום טבעיים‬
(Peri, 2006)
‫קידוח‬
‫תקן ישראלי תקן אירופאי‬
Machtesh 5
107
47
Machtesh 1
100
46
Machtesh 6
242
125
Machtesh 4
201
111
Yorqyeam 2A
213
140
Yorqeam 1
201
117
Yorqeam 4
180
72
Machtesh 3
212
102
Tamar 11
255
151
Tamar 9
169
90
Tamar 8
225
122
Admon 5
199
126
Adamon 2
42
40
Ein Yahav 6
1109
504
Ein Ofarim 5
189
95
Ein Ofarim 6
172
109
Ein Ofarim 7
133
81
Ein Ofarim 8
187
101
Yealon 6A
576
307
Ktora 5
202
115
Yeelon 3A
152
92
Grofit 4
409
289
Zofar 20
219
111
Ketora 4
106
69
Ketora 6
132
97
Shizafon 1
758
533
Ashalim 2
370
202
‫‪88%‬‬
‫מושבים‬
‫כמים‬
‫שפירים‬
‫מקרה החקר של מתקן ההתפלה‬
‫מי תהום מליחים‪,‬‬
‫עשירים ברדיום‬
‫‪ - 12%‬פסולת‪ -‬רכז‬
‫המכיל את כל היונים‬
‫(והרדיום)‪.‬‬
‫הרכז על רווי ביחס‬
‫למינרלים גבס‪ ,‬סלסטין‬
‫ובריום‪.‬‬
6
5
4
1
3
2
‫מקרה החקר של מתקן ההתפלה קציעות‬
‫כמות מים מותפלים‪:‬‬
‫‪ 3,750,000‬מ"ק לשנה‬
‫כמות רכז‪:‬‬
‫‪ 450,000‬מ"ק‪/‬שנה‬
‫כמות מלחים ששוקעת‪:‬‬
‫‪ 17,000‬טון‪/‬שנה‬
‫ומה עם גורל הרדיום?‬
‫ניסויי אידוי במעבדה‬
‫במהלך האידוי שקעו מלחים‬
‫שונים‪ :‬גבס‪ ,‬בריט והליט‪.‬‬
‫ממצא ‪:1‬‬
‫אידוי מואץ‬
‫ברוח‬
‫(מאוורר קטן)‬
‫הרדיום שוקע עם המינרל‬
‫בריט (‪.)BaSO4‬‬
‫אטומים של‬
‫רדיום‬
‫שקיעת מלחים‬
‫כוס פלסטיק עם ‪ 1‬ק"ג רכז טרי‬
‫‪http://webmineral.com‬‬
‫ניסויי אידוי במעבדה‬
N
F
S
80
y = 0.96x
2
R = 0.99
precipitated
226
2+
Ra (%)
100
60
3
2.5
40
2
1.5
1
20
0.5
a
0
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0
20
40
60
80
2+
precipitated Ba (%)
100
120
‫רקע תיאורטי לתהליך של שקיעה משותפת‬
‫• מקדם חלוקה אפקטיבי‪:‬‬
‫‪= 1.8 ± 0.1‬‬
‫‪(Doerner and‬‬
‫)‪Hoskins, 1925‬‬
‫משמעות?‬
‫מוצק‪Ra Ba ‬‬
‫‪K 'D ‬‬
‫תמיסה‪Ra  Ba ‬‬
‫‪= 1.04 ± 0.01‬‬
‫ניסויי אידוי‬
‫• אם ‪ -K’D>1‬העשרה יחסית של רדיום במוצק‬
‫אם ‪ -K’D<1‬העשרה יחסית של רדיום בתמיסה‬
‫שקיעת רדיום בבריכות האידוי‬
6
5
Winter
Summer
1
1
3
2
:1 ‫ממצא‬
‫הרדיום שוקע עם‬
.‫המינרל בריט‬
relative decrease in [Ra]
initial
4
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
20
40
60
80
Degree of evaporation (%)
100
‫מאזן מסה לרדיום בבריכות האידוי‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪Fin∙[Ra]1‬‬
‫= ‪[Ra]2‬‬
‫‪Fout + RateBa∙K’D/[Ba]2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫אידוי‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪Fin‬‬
‫‪Fout‬‬
‫יורדת‬
‫כמות הרדיום בבריכה ‪ 2‬עולה‬
‫מעבר תמיסה לבריכה הבאה‪.‬‬
‫שיקוע של בריט‪.‬‬
‫מעבר תמיסה מהבריכה הקודמת‪.‬‬
‫חיזוי ריכוז הרדיום בבריכות האידוי‬
-12
2.5 10
H2O
-12
2 10
-12
1.5 10
-12
1 10
-13
5 10
Winter K'
=1.04
Winter K'
=1.8
D,barite
300%
[
226
Ra]
pond
predicted (mol kg
-1
)
1:1 line
D,barite
Summer K'
=1.04
Summer K'
=1.8
D,barite
D,barite
0
0
5 10
-13
-12
1 10
-12
1.5 10
-12
2 10
Increase in DE
[
226
Ra]
pond
observed (mol kg
-1
H2O
)
2.5 10
-12
‫סיכום‬
‫• לשקיעת בריט חשיבות רבה בסילוק רדיום בזמן‬
‫אידוי הרכז‪.‬‬
‫• שינויים של עשרות אחוזים במקדם החלוקה יכולים‬
‫להוביל לשינויים של מאות אחוזים בריכוז הרדיום‬
‫ברכז‪.‬‬
‫• הבנת הגורמים המשפיעים על מקדם החלוקה הנה‬
‫קריטית כדי להבין שינויים צפויים בריכוזי הרדיום‪.‬‬
‫תודה רבה על ההקשבה!‬
‫תודות‪:‬‬
‫טלי אדרי ויהונתן שדה‪ ,‬המחלקה למדעי הגיאולוגיה והסביבה‪ ,‬אוניברסיטת בן גוריון‪.‬‬
‫שרון זמורה‪-‬נחום‪ ,‬חברת מקורות‪.‬‬
‫עובדי מתקן התפלה‪ :‬דמיטרי קולגין‪ ,‬אופיר שמואלי ורועי בן שושן‪.‬‬
‫ביבליוגרפיה‪:‬‬
‫‪Peri, N. 2006. Radium isotopes enrichment in groundwater in the Negev and Arava‬‬
‫‪Valley. MSc. Thesis, Ben-Gurion University of the Negev, Beer-Sheva, Israel.‬‬
‫‪.‬‬