Entwicklung eines netzunabhaengigen tragbaren Geraetes zur nuklidspezifischen Messung der Radioaktivitaet in der Umwelt bei Freisetzung radioaktiver Spaltprodukte bei unvorhersehbaren Ereignissen.
Im Rahmen dieses Teilprojekts (TP3) des Verbundprojektes SALDi (Südafrika Landdegradationsmonitor) wird mit Hilfe von innovativen Methoden ein Beitrag zum einem verbesserten Monitoring der Landdegradation in Südafrika geleistet. Es werden Abschätzungen über natürliche langfristige Erosionsraten in dieser Pilotstudie ermittelt. Hierzu werden kosmogenen Nuklidkonzentration von Flusssedimenten in ausgewählten Regionen in Südafrika bestimmt. Die so ermittelten Erosionsraten ermöglichen die Entwicklung der Erdoberfläche über die letzten ca. 100 ka zu rekonstruieren. Kleinräumige und/oder kurzfristige Veränderungen der Erdoberfläche, z.B. durch Veränderung der landwirtschaftlichen Nutzung in den letzten Jahrzehnten oder der Klimawandel haben keinen Einfluss auf die gemessenen Nuklidkonzentrationen. Die aus den Nuklidkonzentrationen ermittelten Erosionsraten entsprechen somit dem prä-anthropogenen natürlichen Hintergrund und können mit Abschätzungen der anthropogen-beeinflussten Abtragung verglichen werden. Unter der Annahme das Bodenneubildungsraten in etwa den langfristigen Erosionsraten entsprechen zeigt eine negative Bilanz (kurzfristige Abtragung übersteigt langfristige Erosion) effektive Bodenerosion an. Der Abgleich der hier gewonnenen Daten, mit denen der Fernerkundung und Erdsystemmodellierung der anderen SALDi Teilprojekte ermöglicht ein verbessertes Monitoring der Landdegradation in Südafrika, und stellt wichtige Informationen für ein nachhaltiges Bodenmanagementsystem in Südafrika zur Verfügung. Der Tandempartner dieses Teilprojektes wird der ARC-ISCW (Agricultural Research Council - Soil, Climate and Water) sein, zudem werden wir eng mit SANParks und der Universität Stellenbosch zusammenarbeiten.
Im Teilvorhaben erfolgt die Entwicklung stark vereinfachter, mit den technischen und organisatorischen Möglichkeiten in Kirgistan kompatibler, aber hinreichend genauer Methoden zur Bestimmung natürlicher Radionuklide im Wasser und auf Sedimenten im Abstrom von Tailings und Halden des Uranerzbergbaus. Damit können Umweltauswirkungen bei Naturrisiken (Erdbeben, Schlammlawinen etc.) schnell ermittelt, zwischen Kirgistan und Usbekistan ausgetauscht und gemeinsame Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Es werden Standardverfahrensanweisungen (SOP) für die Radionuklidbestimmung erstellt und in den Zielländern getestet. Im Gesamtvorhaben erfolgt die Einbindung in ein länderübergreifendes Monitoring- /Datenmanagement sowie in einen Leitfaden zu Integriertem Management von Bergbauaktivitäten in Naturrisikogebieten zur Konfliktlösung im grenzüberschreitenden Land-/Wassermanagement. Alle Projektpartner sind seit 2005 in die Bewertung/Sanierung zentralasiatischer Uranerzbergbaustandorten involviert und verfügen über einen genauen Überblick über die begrenzten Möglichkeiten bei Radioanalytik, Monitoring/Datenmanagement sowie das grenzübergreifende Konfliktpotential in den Zielländern, woraus die Notwendigkeit von TRANSPOND abgeleitet wurde. TAP 3.1 Abstimmung mit administrativen Entscheidungsträgern, einzeln TAP 3.2 Analyse und Modellierung des Bergbau-Umwelt-Systems in KG/UZ mit Hilfe eines DPSIR-Modells sowie Entwicklung eines Indikatorensystems (theoretische Fundierung) TAP 3.3 Abstimmung zum grenzüberschreitender Informations- und Datenaustausch TAP 3.4 Erstellung des Leitfadens zu Integriertem grenzüberschreitenden Land-/Wassermanagement in Naturrisikogebieten mit radioaktiven Rückständen des Uranbergbaus TAP 3.5 Erarbeitung von Benefit-Sharing-Strategien und zur Konfliktprävention/-lösung zwischen KG und UZ TAP 3.6 Einführung des Leitfadens in den Partnerländern TAP 3.7 Ausbildungsmodule für Teilnehmer aus Kirgistan und Usbekistan in Deutschland.
Im Teilvorhaben der IAF erfolgt die Entwicklung angepasster, mit den technischen und organisatorischen Möglichkeiten in Kirgistan und Usbekistan kompatibler, aber hinreichend genauer Methoden zur Bestimmung natürlicher Radionuklide im Wasser und auf Sedimenten im Abstrom von Tailings und Halden des Uranerzbergbaus. Im Gesamtzusammenhang des Verbundprojektes können Umweltauswirkungen bei Naturrisiken (Erdbeben, Schlammlawinen etc.) am Beispiel schnell ermittelt, zwischen Kirgistan und Usbekistan ausgetauscht und gemeinsame Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Es werden Standardverfahrensanweisungen (SOP) für die Radionuklidbestimmung erstellt und in den Zielländern getestet. Im Gesamtvorhaben erfolgt die Einbindung in ein länderübergreifendes Monitoring-/Datenmanagement sowie in einen Leitfaden zu Integriertem Management von Bergbauaktivitäten in Naturrisikogebieten zur Konfliktlösung im grenzüberschreitenden Land-/Wassermanagement. Die Notwendigkeit des Vorhabens wurde aus den Erfahrungen der Verbundpartner in Zentralasien seit 2005 abgeleitet. Arbeitspakete des Gesamtvorhabens: AP1: Entwicklung von angepassten SOPs für Radioanalytik in Wasser/Sedimenten (Federführung: IAF) AP2: Konzeption/Implementierung eines Umweltinformationssystems (Federführung WISUTEC, Mitarbeit IAF) AP3: Leitfaden zu Integriertem grenzüberschreitenden Land-/Wassermanagement in Naturrisikogebieten mit radioaktiven Rückständen des Uranbergbaus, Benefit-Sharing-Strategien und zur Konfliktprävention/-lösung zwischen Kirgistan und Usbekistan (HS MD-SDL, Mitarbeit IAF) Meilensteine im Teilvorhaben von IAF: 1.1 Ist-Standsbewertung und Detailplan für SOP-Entwicklung 1.2 Entwicklung und Test SOP in gemeinsamen Feldversuchen, 1.3 Gemeinsame Probenahmen und Laborarbeiten 1.4 Praxistests der SOPs, ggf. Anpassung 1.6 Schulungen an den SOPs 0.1 Projektkoordination 0.4 Verbindung zu Projekt DUB-GEM und Einbindung von Mappingdrohnen.
Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung der methodischen, wissenschaftlichen und technischen Grundlagen für den Aufbau eines eigenen Monitoring-, Datenbank- und Managementsystem (kurz Umweltinformationssystem UIS) in den beteiligten Partnerländern. Im Ergebnis des Projektes stehen - die Bereitstellung der methodischen und technischen Grundlagen und innovativen Technologieanwendungen sowie Produktlinien - die Erarbeitung regional angepasster Beprobungs- und Radioanalytikmethoden (SOPs) für relevante radioaktive Komponenten in Wasser und Sediment sowie die Strategie für ein grenzübergreifendes Monitoringsystem - die Bereitstellung einer datenbankgestützten Auswertungsmethodik und prototypischen Software für ein UIS für die Speicherung und Verfügbarmachung für Behörden und die Öffentlichkeit, - die Erarbeitung technischer und administrativ-organisatorischer Lösungen für Datenaustauschdienste zwischen den Partnerländern Kirgistan und Usbekistan - die Erstellung eines länderübergreifenden Leitfadens zum Flussgebietsmanagement bei Naturrisiken im Zusammenhang mit radioaktiven und toxischen Kontaminationen aus Bergbauabfällen, mit denen die Auswirkungen von radioaktiven und toxischen Kontaminationen aus bergbaulichen Abfällen schnell, sicher und grenzüberschreitend bewertet und Maßnahmen abgestimmt werden können. Die WISUTEC Umwelttechnik GmbH bearbeitet das AP 2 Entwicklung eines grenzüberschreitenden Umweltinformationssystems, das Teilarbeitspaket 1.5 und sie arbeitet im koordinierenden AP 0 anteilig mit. Das AP 2 - Entwicklung des Umweltinformationssystem (UIS) gliedert sich in die folgenden Teilarbeitspakete: AP 2.1 Analyse des gegenwärtigen Zustandes in den Partnerländern. AP 2.2 Erstellung eines Anforderungskatalogs AP2.3 Konzeption des UIS AP 2.4 Entwicklung eines Prototypen AP 2.5 Kompilierung Gesamtsystem AP 2.6 Nutzung des UIS als Prototyp zur Schulung und Demonstration der Möglichkeiten.
AP 1.1 Nutzung von natürlichen und künstlichen Radionukliden als Tracer in fluvialen Systemen AP 4.1 Bestimmung und Modellierung der Partitionierung von künstlichen und natürlichen Radionukliden in Klärschlamm und Abwasser In AP 1.1 sollen für die wichtigsten Nuklide experimentelle Daten für den Verlauf eines größeren Flusses, vorzugsweise der Weser, gewonnen werden (vorwiegend Sediment, daneben auch Wasser und Schwebstoff). Aufbauend auf den Messdaten soll für jedes Isotop ein fluviales Transportmodell (Eintrag, Ausbreitung, Deposition im Sediment) erstellt und verifiziert werden. In AP 4.1 soll ein Modell für die Partitionierung und Speziation von natürlichen und künstlichen Radionukliden in und außerhalb von Kläranlagen entwickelt werden. Zur Validierung und Verfeinerung des Modells sollen die Nuklidkonzentrationen in den einzelnen Anlagenkompartments experimentell bestimmt werden. Die Aktivitätsbestimmung erfolgt in beiden Arbeitspaketen gammaspektroskopisch.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Vorgehensweisen zur radiologischen Charakterisierung und zur Bildung von Nuklidvektoren im Sinne von DIN 25457 für komplexe radiochemische Labore, wobei ein Programm zur Gebäudefreigabe unterstützend eingesetzt werden soll. Während die Definition und Anwendung von Nuklidvektoren bei kerntechnischen Anlagen (Kernkraftwerken, Forschungsreaktoren, Anlagen des Brennstoffkreislaufs) heute ein Standardverfahren ist, um für bestimmte Bereiche (Systeme, Räume usw.) die bei Freigaben bzw. dem Umgang mit radioaktiven Abfällen zu berücksichtigenden Radionuklide sowie deren Aktivitätsanteile zu definieren, ist dies bei radiochemischen Laboren, bei denen die Nutzung häufig von Raum zu Raum verschieden und auch über die Betriebshistorie hinweg sehr heterogen ist, längst nicht der Fall. Dies hat zur Folge, dass die in kerntechnischen Anlagen anwendbaren Verfahren zur Bestimmung von Nuklidvektoren in radiochemischen Laboratorien nicht oder nur sehr eingeschränkt anwendbar sind. Die Erfahrungen mit Freigaben sehr komplexer radiochemischer Laboratorien in Deutschland sind außerdem nicht allzu umfangreich. Das Programm zur Gebäudefreigab (PUG) unterstützt Betreiber kerntechnischer Anlagen sowie Inhaber von strahlenschutzrechtlichen Genehmigungen bei der Freigabe von Gebäuden nach Paragraph 29 StrlSchV und der Erzeugung der zugehörigen Dokumentation im Sinne von DIN 25457-6. Es beinhaltet auch die vollständige Verwaltung aller Beprobungsergebnisse und führt die Erstellung von Nuklidvektoren durch. Die üblicherweise anzuwendenden Messmethoden zur Gebäudefreigabe sind die direkte Alpha-/Beta-Oberflächenaktivitätsmessung, die Probenentnahme mit nuklidspezifischer Auswertung und die In-situ-Gammaspektroskopie.
Standortbezogene Monitoringsysteme sind für den sicheren und nachhaltigen Betrieb von Geothermiekraftwerken von großem Wert. Regelmäßiges und zielgerichtetes Messen ausgewählter Parameter gibt dem Betreiber wichtige Informationen für die Betriebsführung. Besondere Bedeutung kommt dabei der Nutzung des chemischen Inventars und hier ganz besonders Radionukliden und deren Verhältnissen zu. Einerseits stellen sie eine Herausforderung für den Arbeits-/Umweltschutz dar, gleichzeitig sind sie aber auch wichtige Informationsträger für die Reservoircharakterisierung. Monitoringsysteme können ihren Aufgaben jedoch nur gerecht werden, wenn sie an die Verhältnisse des jeweiligen Standorts angepasst werden und eine Qualitätssicherung eingerichtet ist. Besonderes Augenmerk ist dabei auf die Probenahmestrategie, insbesondere aber auch auf funktionsgerechte Beprobungseinrichtungen und ein angepasstes Equipment zu richten. Ziel von ANEMONA ist es daher, in der Praxis dringend benötigte Grundlagen für den Aufbau und Betrieb von geothermischen Monitoringsystemen zu entwickeln, zu testen und zu optimieren. Hierzu werden unter anderem Radionukliduntersuchungen herangezogen, mit denen parallel eine Methode zur Reservoircharakterisierung entwickelt werden soll.
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