Τεχνικές & μέθοδοι

Στα πλαίσια της προτεινόμενης έρευνας θα συνδυαστούν σύγχρονες τεχνικές μέτρησης ραδιονουκλιδίων και μέθοδοι χαρακτηρισμού SGD με εφαρμογή στην περιοχή του Αργολικού Κόλπου.

Η μεθοδολογία που θα ακολουθηθεί περιλαμβάνει:

(α) μετρήσεις ραδιενέργειας στο πεδίο και

(β) δειγματοληψίες νερού/ιζήματος από στα σημεία των επιτόπιων μετρήσεων για περαιτέρω εργαστηριακές μετρήσεις.

Οι επιτόπιες μετρήσεις περιλαμβάνουν την πόντιση ανιχνευτικών συστημάτων σε μία ευρεία περιοχή της παράκτιας ζώνης με στόχο: 

(α) τον εντοπισμών πιθανών σημείων SGD με την χαρτογράφηση της περιοχής και 

(β) τη λήψη μετρήσεων για τον προσδιορισμό των ραδιοϊχνηθετών.

Φασματομετρία ακτινοβολίας-γ

Συγκεκριμένα, θα πραγματοποιηθούν ολιγόωρες μετρήσεις σε διαφορετικές πηγές για τον υδρολογικό χαρακτηρισμό των SGD σε δύο διαφορετικές περιόδους (υγρή και ξηρή περίοδος) καθώς και συνεχή παρακολούθηση (monitoring) για την ποσοτικοποίηση της ροής της υποθαλάσσιας ανάβλυσης σε επιλεγμένο σημείο. 

Για τις ποντίσεις θα χρησιμοποιηθούν οι δύο πρότυποι ανιχνευτές KATERINA και GeoMAREA του ΕΛΚΕΘΕ (για το σύστημα GeoMAREA μπορείτε να βρείτε
περισσότερες πληροφορίες στον ιστότοπο της εταιρίας ΙΤΟ ΕΠΕ. Το σύστημα KATERINA έχει βαθμονομηθεί ως προς την ενέργεια, την ενεργειακή του διακριτική ικανότητα και την ανιχνευτική του απόδοση στο νερό, ενώ έχει εφαρμοστεί επιτυχώς μεταξύ άλλων και σε μελέτες SGD στη Μεσόγειο.

Για την ανάλυση των in situ μετρήσεων θα χρησιμοποιηθεί η τεχνική  Full Spectrum Analisis (FSA). Συγκεκριμένα θα πραγματοποιηθούν αριθμητικές προσομοιώσεις Monte Carlo (MC) με τον κώδικα MCNP-CP για την κατασκευή 10 πρότυπων φασμάτων για τα επικρατέστερα φυσικά ραδιονουκλίδια στο θαλάσσιο περιβάλλον και το λογισμικό MINUIT για την εκτέλεση της διαδικασίας της ελαχιστοποίησης (χ2 minimization).

Το πακέτο MINUIT αποτελεί ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο εργαλείο που επιτρέπει την αξιόπιστη σύγκλιση ακόμη και σε πολυπαραμετρικά προβλήματα όπως είναι η συγκεκριμένη εφαρμογή. Παρότι η μεθοδολογία έχει ήδη αναπτυχθεί και εφαρμοστεί επιτυχώς στο παρελθόν,  για τη συγκεκριμένη μελέτη είναι απαραίτητη η επέκταση των MC προσομοιώσεων για το ανιχνευτικό σύστημα GeoMAREA που θα χρησιμοποιηθεί για πρώτη φορά.

Μια δυσκολία που θα πρέπει να αντιμετωπιστεί είναι η ακριβής περιγραφή στο μοντέλο προσομοίωση της εσωτερικής ακτινοβολίας του κρυστάλλου CeBr3. Αυτό θα πραγματοποιηθεί με έναν ακόμη θεωρητικό υπολογισμό MC προσομοίωσης.

Δείγματα νερού και ιζήματος

θα συλλεχθούν από την περιοχή μελέτης και θα αναλυθούν εργαστηριακά ώστε να προσδιοριστούν: (α) οι ενεργότητες των ραδιονουκλιδίων με μετρήσεις φασματοσκοπίας-γ σε ανιχνευτή HPGe, (β) οι συγκεντρώσεις των κύρια στοιχεία και βαρέα μέταλλα με τη μέθοδο του φθορισμού ακτίνων-Χ (XRF), και (γ) τα θρεπτικά άλατα με χημικές αναλύσεις.

Οι εργαστηριακές μετρήσεις φασματοσκοπίας-γ θα πραγματοποιηθούν με γεωμετρία Marinelli, ενώ η ανάλυση των φασμάτων θα πραγματοποιηθεί με το εξειδικευμένο λογισμικό SPECTRW.

Παράλληλα θα πραγματοποιηθεί προσυγκέντρωσης ραδίου σε δείγματα νερού. Συγκεκριμένα, η μεθοδολογία περιλαμβάνει on site άντληση δείγματος νερού (200 – 1000 L) που κατόπιν διέρχεται από ίνες διοξειδίου του μαγγανίου (MnO2 fiber) επιλεκτικής κατακράτηση των ραδιονουκλιδίων του ραδίου. Κατόπιν το προσροφημένο υλικό μετριέται εργαστηριακά με την μέθοδο της φασματοσκοπίας-γ.

Η εκτίμηση

του ρυθμού ραδιενεργού δόσεων σε θαλάσσιους οργανισμούς γύρω από την πηγή SGD με χρήση του μοντέλου διασποράς που εμπεριέχεται στην εφαρμογή του λογισμικού ERICA. Το ERICA βασίζεται σε υπολογισμούς Monte Carlo και αποτελεί ένα εξειδικευμένο εργαλείο που χρησιμοποιείται για την εκτίμηση ρυθμών ραδιενεργών δόσεων στους χερσαίους και υδάτινους έμβιους οργανισμούς καθώς και για την εκτίμηση της χωρικής μεταβολής των δόσεων μέσω μονοδιάστατου μοντέλου μεταφοράς SRS-19 του Διεθνή Οργανισμού Ατομικής Ενέργειας (ΙΑΕΑ).