Primena indeksa simetrije za praćenje vremenske promene koncentracije tritijuma u vodama iz životne sredine

Abstract

Tritijum (3H), radioaktivni izotop vodonika, koji je dospeo u prirodu 60-tih godina veštačkim putem iz nuklearnih eksplozija i nuklearne industrije, povećao je prirodni sadržaj ovog radionuklida u atmosferi i u vodama iz životne sredine. Opasnost od zagađenja voda i potreba da se kontroliše stepen tog zagađenja bio je i danas je sve više jedan od najvećih razloga proučavanja količine i načina dolaženja 3H u vode. Padavine predstavljaju glavni put za eliminaciju tritijuma iz atmosfere, bilo da je stvoren prirodnim ili veštačkim putem. Putem padavina, tritijum dospeva u površinske vode. U Beogradu se, u Institutu za nuklearne nauke Vinča, od 1976. god. vrši ispitivanje sadržaja tritijuma u sakupljenim uzorcima padavina i površinskih voda. Zbog postojanja teškovodnih istraživačkih reaktora u Institutu za nuklearne nauke "Vinča" kao potencijalnih emitera tritijuma, potrebno je pratiti distribuciju tritijuma u padavinama u samom Institiutu, a takođe i na drugim referentnim meteorološkim stanicama (Zeleno Brdo i Usek). Usled moguće kontaminacije reka Save i Dunava tritijumom zbog niza nuklearnih elektrana na uzvodnim obalama ovih reka, važno je ispitivati njegov sadržaj, naročito zbog toga što se Beograd snabdeva vodom za piće iz Save i Dunava. Ispitivanje sadržaja tritijuma u potoku Mlaka, koji izvire u krugu Instituta Vinča je značajno, jer se potok uliva u Dunav (u Vinči), preko reke Bolečice. Potok protiče pored istraživačkog reaktora u Institutu Vinča, tako da može doći do kontaminacije Dunava. U svim uzorcima voda koji su analizirani u ovoj doktorskoj disertaciji, praćena je vremenska promena koncentracije tritijuma u dugom vremenskom intervalu od 1985 – 2009. godine. S obzirom na činjenicu da se srednja koncentracija tritijuma u padavinama i u površinskim vodama na severnoj hemisferi kreće se od 0,6 Bq l-1 do 1,19 Bq l-1, svi uzorci su elektrolitički obogaćeni u cilju povećanja koncentracije i kao takvi su mereni na tečnom scintilacionom detektoru LKB Wallac 1219 RackBeta. Određeni su parametri koji definišu sam proces elektrolize, separacioni faktor, parametar obogaćenja i faktor obogaćenja. Izračunati su mesečni i kvartalni sezonski indeksi koji ukazuju na pojavu maksimalnih i minimalnih vrednosti koncentracije tritijuma u godišnjim dobima.

Tritium (3H), a radioactive isotope of hydrogen, which reached in the nature in the sixties, by nuclear explosions and nuclear industries, increased the natural abundance of this radionuclide in the atmosphere and in the water from the environment. The reason for studying the tritium content in natural waters is a risk of water pollution by this radionuclide. Precipitation is the main route for the elimination of tritium from the atmosphere, whether it is natural origin or made artificially. Tritium enters in the surface water by precipitation. Environmental monitoring of tritium began, in a systematic way, in 1976 in the Institute of Nuclear Sciences "Vinča" in Belgrade, with sampling and measurements of precipitation and surface waters. Because of the existence of the heavy research reactors in the Institute as potential emitters of tritium, it is necessary to monitor the distribution of tritium in precipitation in the Institute, as well as at the other reference meteorological stations (Zeleno Brdo and Usek). Due to possible contamination of the Sava and Danube rivers by tritium because of a number of nuclear power plants on the banks of the river upstream, it is important to examine its contents, particularly since Belgrade is supplied with drinking water from the Sava and Danube. Investigation of tritium in the creek Mlaka, which starts within the Institute Vinča is significant to detect any unsuspected change in local discharge, because it flows along the heavy reactor boundary in the Institute into the Danube River (Vinča), across the river Bolečice. In all samples of natural water that have been analyzed in this PhD thesis, distribution of tritium concentration was followed for the long-term time period (1985 – 2009). Given the fact that the concentration of tritium in natural water is low (0,6 Bq l-1 - 1,19 Bq l-1), all samples were electrolytically enriched in order to increase the concentration and, as such, were measured by liquid scintillation detector LKB Wallac 1219 RackBeta. The parameters that define the process of electrolysis, the separation factor, enrichment parameter and enrichment factor were determined. The seasonal variations of 3H could also be analyzed by seasonal indices. Monthly and quarterly seasonal indices were calculated and they indicate the occurrence of the maximum and minimum values of tritium concentration in the season.