A PAKSI ATOMERŐMŰ C-14 KIBOCSÁTÁSÁNAK VIZSGÁLATA A KÖZELI FÁK ÉVGYŰRŰIBEN Janovics R. 1, Kern Z. 2, L. Wacker 3, Barnabás I. 4, Molnár M. 1 1 MTA-ATOMKI HEKAL, Debrecen janovics@atomki.hu 2 MTA GKI Budapest, 3 ETH Zürich, 4 RHK Kft., Budaörs VIII. Kárpát-medencei Környezettudományi konferencia Veszprém, 2012. április 18-21
Bevezetés Mi a 14 C, honnan származik? 1. Természetes módon a kozmikus háttérsugárzás hatására keletkezik a légköri 14 N-ből. 2. Bekerül a szén ciklusba t 1/2 =5730 év A keletkezés és a bomlás egyensúlyban van. A természetes eredetű 14 C koncentrációja időben állandó!
Bevezetés 2. Az 1950-es 1960-as évek légköri nukleáris robbantásainak eredményeként 1963 Részleges atomcsend egyezmény 1968 Atomsorompó egyezmény A légkör 14 C koncentrációja exponenciálisan csökken a bioszféra és az óceánok CO 2 kicserélődése miatt
Δ 14 C diff 3. Napjaink mesterséges 14 C forrásai Nukleáris létesítmények tervezett kibocsátásai A levegő többlet 14 C koncentrációja a Paksi AE erőmű környezetében 120 A4 többlet A1 többlet A6 többlet A8 többlet 100 80 60 40 háttér szint 20 0-20 -40 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 naptári év
Munkánk célja Megvizsgálni, hogy az erőmű környéki vegetációban nyomon követhető e az erőmű többlet 14 C kibocsátása? A faévgyűrűk alkalmasak a légköri 14 C változásának éves felbontású követésére. A bombacsúcs kimutatható volt. De esetünkben szerencsére!? sokkal kisebb effektus várható.
Mintavételi helyszínek Paksi Atomerőmű környezete - A Paksi Atomerőmű- KKÁT- A4 állomás által határolt területen - az erőmű kéményétől ~500m-re Háttér mintavételi pont - A Paksi Atomerőmű B24-es háttérállomása közelében - Dunaföldvár külterületén - Az erőműtől 20 km-re É-ra Paksi Atomerőmű B24 háttér B24 ~ 20km KKÁT PAE
mintavétel 2010 őszén mintavétel növedékfúróval furat átmérő: 5 mm furat hossz: 140-160mm Mintavétel fiatal erdeifenyő (Pinus sylvestris L.) évgyűrűnkénti szeparálás
Minta feldolgozás faanyag fő összetevői lignin, gyanták, viaszok -anyagcserében részt vesznek NINCS ÉLES HATÁR AZ EGYES ÉVEK KÖZÖTT - vándorolnak a fában - lebomlanak NEM ALKALMAS újra NAGYON felépülnek KICSI EFFEKTUSOK KIMUTATÁSÁRA - vázanyag α-cellulóz nem vándorol a fában - stabil molekula nincs izotópcsere MEGŐRZI A KELETKEZÉSI IDEJÉRE JELLEMZŐ LÉGKÖRI 14 C/ 12 C ARÁNYT
Cellulóz preparálás 1. - 4% NaOH 12 órán át 75 C-on 2. - semlegesre mosás DV-vel 3. - 4%-os HCl 1 órán át 75 C-on 4. - 5%-os NaClO 2 os fehérítés 5. - mosás DV-vel ph 4-ig 6. - szárítás tiszta cellulóz
Grafitizálás és mérés ETH Zürich Grafitizáció Gázkromatográfhoz csatolt Automatkus Grafitizáló egység 1. égetés elemanalizátorral 2. gázkromatográf 3. AGE AMS mérés ENVIRON MICADAS AMS gyorsítós tömegspektrometria CO 2 +H 2 C+H 2 O
Eredmények
Δ 14 C A faévgyűrűk 14 C koncentrációjának időbeli változása 100,0 90,0 1. kb. 40 nyi trendszerű csökkenés mindkét esetben B24 háttér Paks AE 80,0 70,0 2. hibán belül egyező értékek kivéve két évet 2003, 2007 60,0 50,0 3. a háttér minta 14 C tartalmának időbeni változása kiegyenlítettebb 40,0 1999 2001 2003 2005 2007 2009 naptári év
Δ 14 C A Paksi AE környékén gyűjtött faévgyűrűk többlet 14 C koncentrációja a B 24 háttérhez viszonyítva (ápr-okt) 15 1. Nagyon kicsi de a hátteret szisztematikusan meghaladó többlet 14 C koncentráció 10 5 háttér szint 0-5 2. A paksi faminta átlagos többlet 14 C koncentrációja ~ 4 Δ 14 C -10 1999 2001 2003 2005 2007 2009 naptári év
Δ 14 C Az általunk mért értékek illeszkedése a légköri 14 C koncentrációváltozását ábrázoló eredményekre 200 180 160 140 120 A légköri 14 C koncentrációjának változása 1986-2010 (Levin és Kromer) Az általunk kapott eredmények mind trendben mind nagyságrendben illeszkednek Levin és Kromer eredményeire 100 80 60 40 1986 1990 1994 1998 2002 2006 2010 naptári év
Összefoglalás 1. A légkör 14 C koncentrációjának természetes csökkenése egyértelműen nyomon követhető mindkét fa esetében 2. A legtöbb évben hibán belül egyeznek az adatok viszont a paksi értékek szisztematikusan nagyobbak 3. Az erőművi 14 C járulék ~4 Δ 14 C amely csupán 10%-a a 10 év alatt végbement természetes szint csökkenésének 4. Összességében kijelenthető, hogy nagyon kis mértékben de kimutatható az Paksi AE által kibocsátott 14 C járulék a fákban.
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!