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.
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.
Verbundvorhaben ANEMONA (FKZ 0325684): Durch die Zirkulation von Fluideï im geothermischen Reservoir und in den Kraftwerksanlagen werden Prozesse in Gang gesetzt, die in den obertägigen Systemen und Bohrungen zu Korrosion und über/untertägig zu Mineralausfällungen führen können. Eine verlässliche Interpretation übertägig aufgezeichneter Messwerte eines Betriebsmonitorings zur Bewertung von Vorgängen im Reservoir unterstützt die nachhaltige thermische Bewirtschaftung des tiefen Untergrunds wie auch den sicheren Betrieb von Geothermiekraftwerken in Deutschland. Im Rahmen des Forschungsvorhabens ANEMONA werden neue Technologien des Monitorings (Probenahmetechniken und analytische Methoden) entwickelt und erprobt um Verhältnisse im Reservoir charakterisieren und in der technischen Anlage die Prognose von Änderungen zu gestatten. Teilvorhaben FKZ 0325684A: Für die Beurteilung und Prognose der Bildung von Mineralablagerungen sind ungestörte und zuverlässige Messdaten zur Lösungschemie von entscheidender Bedeutung. Die von besonders schwerwiegenden Störeinflüssen betroffenen Parameter Azidität (pH) und Redoxniveau (Eh) nehmen hierbei eine Schlüsselposition ein. In Eignungstests werden pH- und Eh-Systeme für die Charakterisierung geothermaler Tiefenwässer unter In-situ- p/ T (Druck/Temperatur) -Bedingungen qualifiziert, Transformationsfunktionen für relevante p-, T- und Medienverhältnisse entwickelt und die Messmethodik an geothermalen Fluiden überprüft. Durch die Entwicklung der messtechnischen Grundlagen für ein Monitoring von Radon im Thermalwasser soll es ermöglicht werden, über die Bestimmung des natürlich vorkommenden radioaktiven Edelgases eine erweiterte Charakterisierung der in-situ Verhältnisse im Reservoir vorzunehmen. Eine entsprechenden Messeinrichtungen für Radon im Fluid soll validiert und in einer Geothermieanlage betrieben werden. Die Anwendung eines zerstörungsfreien Detektionsverfahrens soll sehr präzise zeitlich wie auch räumlich aufgelöste Informationen im Hinblick auf Mineralausfällungen in den oberirdischen Systemen erschließen. Die radiologische Messgröße Hx(10) wird kontinuierlich an mehreren Anlagenstellen gemessen und die Übernahme von entscheidungsrelevanten Informationen in ein Betriebsmonitoring vorbereitet. Die Tauglichkeit eines bildgebenden Verfahrens zum Nachweis von NORM (Naturally Occuring Radioactive Material) -Ablagerungen wird in Felduntersuchungen nachgewiesen. Zur Vermeidung möglicher Fehlinterpretationen erfolgt eine Bewertung von Gamma-Ray-Bohrloch-Messungen bei gleichzeitigem Auftreten von NORM-Ablagerungen.
Im Rahmen des Projekts PGAA-Actinide soll ein zerstörungsfreies Messverfahren entwickelt werden, das eine quantitative Bestimmung von Actiniden und anderen Atomkernen in nuklearem Abfall erlaubt. Die Entwicklung eines solchen Verfahrens ist für die Abfallwirtschaft in Deutschland von herausragender Bedeutung. Denn während nukleare Spaltprodukte wie Iod, Cäsium, Strontium, Xenon oder Krypton überwiegend innerhalb weniger Tage bis einiger Jahrzehnte zerfallen, sind die durch Neutroneneinfang aus Uran entstehenden Actinide wie Neptunium, Plutonium, Americium oder Curium äußerst langlebig sowie chemisch und radiologisch hoch toxisch und müssen daher besonders behandelt und gelagert werden. Für deren Umgang, Transport und Aufnahme in ein Endlager gibt es gesetzliche Bestimmungen, welche Kenntnisse über deren Bestandteile und Mengen notwendig macht. Bisher gibt es allerdings kein Verfahren, mit dem sich die Inhalte von nuklearem Abfall mit ausreichender Genauigkeit bestimmen lassen. Die Methode der prompten Gamma Neutronenaktivierungsanalyse (PGAA) bietet eine einzigartige Perspektive, präzise Informationen über die Art und Menge der Actinide in nuklearem Abfall zu erhalten: Denn durch Neutronen aktivierte Atomkerne emittieren beim Zerfall charakteristische Gammaquanten, an Hand dessen sie sich eindeutig identifizieren lassen. Allerdings sind die prompten Gammalinien der Actinide bisher nicht ausreichend bekannt, auch fehlen präzise Informationen über deren Intensitäten und Wirkungsquerschnitte, also die Wahrscheinlichkeiten, mit denen ein spezifische Atomkerne durch Neutronen aktiviert werden. Im Unterschied zu herkömmlichen Analysemethoden für Actinide ist die prompte Gamma Neutronenaktivierungsanalyse ein zerstörungsfreies Verfahren. Die zu untersuchenden Proben müssen vor der Analyse nicht chemisch aufbereitet werden, es entstehen keinerlei Sekundärabfälle und auch das Personal wird nicht zusätzlich durch Umgang mit radioaktivem Material belastet. Neben der Bestimmung der Actinide werden mittels PGAA auch die Strukturen sowie die Nebenbestandteile des radioaktiven Abfalls erfasst. Im Rahmen des Projektes PGAA-Actinide werden zunächst mit hoher Präzision die prompten Gammasignaturen und Wirkungsquerschnitte ausgewählter Isotope bestimmt. Dazu werden speziell präparierte Proben am Budapester Forschungsreaktor (BNC) und an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) in Garching mit langsamen Neutronen bestrahlt und gemessen. Um Nachweisgrenzen und optimierte Messparameter zu bestimmen, werden mit Hilfe dieser Daten am Forschungszentrum Jülich anschließend PGAA-Spektren simuliert. Um das Messsystem für reale Proben und Gemische zu optimieren, werden dieselben Proben dann noch einmal mit schnellen Neutronen am Instrument Nectar, FRM II vermessen. Abschließend wird ein konkreter Vorschlag für eine Messanordnung zur quantitativen Bestimmung von Actiniden in nuklearem Abfall erarbeitet.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 35 |
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| Förderprogramm | 35 |
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