Strategiczny projekt badawczy TECHNOLOGIE WSPOMAGAJĄCE ROZWÓJ BEZPIECZNEJ ENERGETYKI JĄDROWEJ

1. 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” IFJ PAN Kraków, 9.12.2011

2. 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

3. 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

4. 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

5. EJ wokół Polski IFJ PAN Kraków, 9.12.2011

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. Zakresy datowania wód podziemnych dla różnych znaczników 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

12. Schemat przenikania znaczników do wód podziemnych i pobieranie próbek wody ze studni głębinowej IFJ PAN Kraków, 9.12.2011

13. Oznaczanie stężenia znaczników w wodzie podziemnej metodą chromatografii gazowej wymaga: 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. Zdjęcie i schemat pojemnika pomiarowego zastosowanego do pobierania próbek wody podziemnej IFJ PAN Kraków, 9.12.2011

14. Schemat układu do pobierania wody podziemnej IFJ PAN Kraków, 9.12.2011

15. Pobieranie próbek wody w terenie ze studni głębinowych IFJ PAN Kraków, 9.12.2011

16. 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

17. Układ do pomiaru stężenia F-11, F-12, F-113 oraz SF6 metodą chromatografii gazowej IFJ PAN Kraków, 9.12.2011

18. Układ do pomiaru stężenia Ar i Ne metodą chromatografii gazowej IFJ PAN Kraków, 9.12.2011

19. 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

20. 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