Strategiczny projekt badawczy TECHNOLOGIE WSPOMAGAJĄCE ROZWÓJ BEZPIECZNEJ ENERGETYKI JĄDROWEJ

IFJ PAN Kraków, 9.12.2011

Strategiczny projekt badawczyTECHNOLOGIE WSPOMAGAJĄCE ROZWÓJ

BEZPIECZNEJ ENERGETYKI JĄDROWEJ

Zadanie badawcze nr 6.

„Rozwój metod zapewnienia bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej dla bieżących i przyszłych potrzeb energetyki jądrowej”


Ireneusz ŚliwkaIreneusz Śliwka

Instytut Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk

Zakład Fizykochemii Ekosystemów (NZ59)Zakład Fizykochemii Ekosystemów (NZ59)

Zadanie 6, Etap 3, Cel 1Zadanie 6, Etap 3, Cel 1

Metoda oceny odporności systemów hydrogeologicznych na wpływy zanieczyszczeń antropogenicznych związanych

z eksploatacją elektrowni jądrowej


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


Plan wystąpieniaPlan 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


EJ wokół Polski


Lokalizacje dla przyszłej elektrowni jądrowej (EJ) Lokalizacje dla przyszłej elektrowni jądrowej (EJ) wytypowane przez Polską Grupę Energetyczną. 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.


Cykl hydrologiczny, EJ a wody podziemne

EJ Gąski, Choczewo, Żarnowiec

Ok..30% światowych zasobów wody słodkiej zawierają wody gruntowe


Wiek wody podziemnejWiek 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.


-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).

Wody podziemne, ze względu na wiek wody, Wody podziemne, ze względu na wiek wody, można podzielić na:można podzielić na:


Zmiany stężeń w czasie wybranych Zmiany stężeń w czasie wybranych znaczników w atmosferze Ziemi znaczników w atmosferze Ziemi

Zuber A., Ciężkowski W., Różański K. Metody znacznikowe w badaniach hydrogeologicznych – poradnik metodyczny. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2007.


Zuber A., Ciężkowski W., Różański K. Metody znacznikowe w badaniach hydrogeologicznych – poradnik metodyczny. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2007.

Zakresy datowania wód podziemnych Zakresy datowania wód podziemnych dla różnych znacznikówdla różnych znaczników


SF 6

F-11

F-12

. ..

.

..

.

.

. . ....

.. . .

..

..

.

.

.

C = 0,003 fg/cmH O3

2

H O2SF6

C = 5 ,5 pp t = 33 fg /cmpow 3

C = 0 ,3 fg /cmH O3

2

C = 0 ,003 fg /cmH O3

2

stę

żeni

e

c zas

stęż

enie

1950 czas

Schemat przenikania znaczników do wód podziemnych i pobieranie próbek wody ze studni głębinowej


1. pobrania próbki wody bez kontaktu z powietrzem z otoczenia,

2. wydzielenia gazów z próbki wody,

3. wzbogacenia stężenia znacznika z próbki gazowej,

4. analizy próbki gazowej w układzie chromatograficznym.

Oznaczanie stężenia znaczników w wodzie podziemnej Oznaczanie stężenia znaczników w wodzie podziemnej metodą chromatografii gazowej wymaga:metodą chromatografii gazowej wymaga:

Zdjęcie i schemat pojemnika pomiarowego zastosowanego do pobierania

próbek wody podziemnej


Schemat układu do pobierania wody podziemnej Schemat układu do pobierania wody podziemnej


Pobieranie próbek wody w terenie Pobieranie próbek wody w terenie ze studni głębinowychze studni głębinowych


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.

Uproszczony schemat metody chromatograficznejUproszczony schemat metody chromatograficznej


Układ do pomiaru stężenia F-11, F-12, F-113 Układ do pomiaru stężenia F-11, F-12, F-113 oraz SForaz SF66 metodą chromatografii gazowej metodą chromatografii gazowej


Układ do pomiaru stężenia Ar i Ne Układ do pomiaru stężenia Ar i Ne metodą chromatografii gazowej metodą chromatografii gazowej


Związek matematyczny między stężeniem znacznika na Związek matematyczny między stężeniem znacznika na wejściu i wyjściu systemu hydrologicznego a wiekiem wodywejściu 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.


Plany badawcze w 2012 rokuPlany 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)

Documents

Strategiczny projekt badawczy TECHNOLOGIE WSPOMAGAJĄCE ROZWÓJ BEZPIECZNEJ ENERGETYKI JĄDROWEJ