Μοντέλα διακίνησης και εναπόθεσης στερεών σωματιδίων ιπτάμενης τέφρας στο περιβάλλον και συνακόλουθες ραδιολογικές επιπτώσεις στην λεκάνη της Μεγαλόπολης

Abstract

The aim of this PhD Thesis was to investigate any radiological influence of the operation of the Power Plants in the Megalopolis Basin in Arkadia Prefecture. For this purpose the atmospheric dispersion codes ORION II and GENII were used. During operational tests of ORION II two bugs in the source code were found and were fixed. The success of the corrections was verified with trial executions. The codes were executed for the coal burning power plants of Megalopolis and the maximum calculated concentrations of ²²⁶Ra in the atmosphere at the ground level were in the order of μΒqm³. From the calculated deposition rates of ²²⁶Ra it is concluded that the high concentrations of ²²⁶Ra in the soil in the vicinity of Megalopolis cannot be attributed to the fly ash that escapes from the stacks of coal burning power plants. Dosimetric calculations also took place and the maximum annual individual effective dose was 6.4 μSv. The annual individual effective dose for a person that lives in the city of Megalopolis was 1.5 μSv. These values were one order of magnitude lower than the mean annual individual effective dose caused by the natural occurring radioisotopes that are found in greek soils. Furthermore two months sampling of wet deposition took place in two different sites at the Megalopolis Basin. The samples were analyzed by α-, γ-spectroscopy and KPA. The concentration of ²³⁸U in rainwater in the city of Megalopolis was found to be equal to 10±2 mBqkg⁻¹. The maximum concentration of ²³⁸U in rainwater was found equal to 90±14 mBqkg⁻¹ and the sampling location was near the Power Plant 1-2, 3. The corresponding concentration of ²³⁸U in rainwater that was sampled in the National Technical University of Athens (NTUA) Campus was 2 2±0.6 mBqkg⁻¹ namely 4.5 times smaller than the concentration of ²³⁸U in the city of Megalopolis and 41 times smaller than the maximum concentration. Deposition rates also calculated for these sampling periods and ranged between 679-4764 mBqm⁻²month⁻¹ in Megalopolis. The deposition rates in Megalopolis would be placed at the lower end of the range of values presented in another survey in the vicinity of Megalopolis basin. Fly ash samples from the Megalopolis Power Plants were analyzed for radon exhalation in a closed radon house. The radon exhalation rate was 460±84 μBqs⁻¹m⁻². These values are low and therefore radon exhalation from fly ash particles cannot be attributed to the radon exhalation rate from the Megalopolis ground.

Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή είχε ως σκοπό την μελέτη της διασποράς ραδιενεργών ισοτόπων από τις καμινάδες των Ατμοηλεκτρικών Σταθμών της περιοχής της Μεγαλόπολης και τις συνακόλουθες ραδιολογικές επιπτώσεις στην περιοχή. Για αυτό τον σκοπό χρησιμοποιήθηκαν οι κώδικες ατμοσφαιρικής διασποράς ραδιενεργών ρύπων ORION II και GENII. Κατά την δοκιμαστική χρήση του ORION II βρέθηκαν 2 σφάλματα στον πηγαίο κώδικα, τα οποία διορθώθηκαν. Έγινε εφαρμογή των κωδίκων για την περιοχή της Μεγαλόπολης και οι μέγιστες υπολογιζόμενες συγκεντρώσεις ²²⁶Ra στην ατμόσφαιρα ήταν της τάξης του μΒqm³. Από τους υπολογιζόμενους ρυθμούς απόθεσης ²²⁶Ra συμπεραίνεται ότι οι υψηλές συγκεντρώσεις ²²⁶Ra στο χώμα της περιοχής δεν οφείλονται στην εναπόθεση ιπτάμενης τέφρας άλλα στο φυσικό περιεχόμενο του εδάφους σε ²²⁶Ra. Πραγματοποιήθηκαν επίσης δοσιμετρικοί υπολογισμοί και η μέγιστη ετήσια ατομική ενεργή δόση ήταν 6.4 μSv. Η ετήσια ατομική ενεργή δόση για ένα κάτοικο της πόλης της Μεγαλόπολης ήταν 1.5 μSv. Οι συγκεκριμένες τιμές ήταν μια τάξη μεγέθους μικρότερες από την μέση ετήσια ενεργή δόση που δέχεται ένας κάτοικος της Ελλάδας από τα φυσικά ραδιενεργά ισότοπα που περιέχονται στο έδαφος. Παράλληλα πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία δειγμάτων υγρής απόθεσης στην περιοχή της Μεγαλόπολης τα οποία αναλύθηκαν με μεθόδους α-, γ-φασματοσκοπίας καθώς και Ανάλυσης Κινητικής Φωσφορισμού (ΚΡΑ). Η μετρούμενη συγκέντρωση ²³⁸U στο βρόχινο νερό στην πόλη της Μεγαλόπολης προσδιορίστηκε σε 10±2 mBqkg⁻1. Η μέγιστη συγκέντρωση ²³⁸U στο βρόχινο νερό της περιοχής προσδιορίστηκε σε 90±14 mBqkg⁻1 και το σημείο δειγματοληψίαςβρισκόταν πλησίον των ΑΗΣ1-2,3 της περιοχής. Σε μέτρηση που πραγματοποιήθηκε στην Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου η συγκέντρωση ήταν 2 2±0 6 mBqkg⁻1 δηλαδή 4.5 φορές μικρότερη από την αντίστοιχη στην πόλη της Μεγαλόπολης και 41 φορές μικρότερη από την μέγιστη συγκέντρωση που μετρήθηκε. Υπολογίστηκαν επίσης οι μηνιαίες αποθέσεις ²³⁸U στην περιοχή της Μεγαλόπολης, και είχαν εύρος από 679±4764 mBqm⁻ ²month⁻¹. Οι παραπάνω τιμές ήταν σχετικά χαμηλά στο εύρος τιμών ανάλογης μελέτης, που έχει πραγματοποιηθεί στο παρελθόν στην περιοχή. Επίσης πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις εκροής ραδονίου από τέφρα, που παράχθηκε στους ΑΗΣ Μεγαλόπολης σε κατάλληλο θάλαμο. Ο ρυθμός εκροής ήταν 460±84 μBqs⁻¹m⁻². Λαμβάνοντας υπόψη προηγούμενες έρευνες συμπεραίνεται ότι οι αυξημένοι ρυθμοί εκροής ραδονίου από το έδαφος της περιοχής δεν οφείλονται στην εναπόθεση ιπτάμενης τέφρας η οποία εκπέμπεται από τις καμινάδες των ΑΗΣ.