Contribution of CEA-Valduc centre on knowledge about tritiated water transfers in the different compartments of the environment from survey data, with atmospheric releases. CEA France January 2010 Vienna IAEA 1
january 2010 Vienna 2010 2
Atmospheric Release : Tritium 100000 TBq/an Entreposage déchets Traitement déchets 100g/a Installation matière total 100g/an 10000 autorisation de rejet de 1995 : 1870 TBq/an 5g 1000 1g/an 1g 100 pas de distinction de sources matière et traitement déchets 10 dans le même bâtiment traitement des déchets en bâtiment spécifique 1 1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007 Constant annual Release for 10 y : about 1 gramme (358TBq) Septembre 2009 SFRP Paris 3
hydrology C2 R52 R51 R62 C3 few piezometers but a lot of Limite du bassin versant de la Douix de LERY costless informations by the R26 C1 R53b R50 R25 springs, R01 S5 R54a R53a A2 R02 R24 S2 R55a A3 R04 Un closed bassin with one R54b CEA - VALDUC CEA - VALDUC R21c R23 S3 R21b R22 R03 R55b R05 exutory : La douix in Moloy, R56a A1 R21a B3 B2 R06 R57 R20 B1 R56b FP00/7 D13 So possibility to balance FP99/1 R07 R19 B4 R09 D35 R18 R16 R08 R58 R59a R11 R14 R13 R17 R59b R30 R15 R10 R47 D1 R12 D2 R45 R44a R44b R65 R27 R29 piézomètre 0 500 m source
in vertical : 2 watertables PRECIPITATION SW NE Côte NGF CVA 490 Unsatur Rivere m ated 600 m Douix de Springs INFILTRATION 470 Zone LERY R1-R2 m 450 m 430 Upper water tabel Formation très peu perméable m Ru 410 Unsaturat m ed Zone AEP 390 m 370 Lower watertable m 350 m Formation très peu perméable 330 m 310 m 290 Limites du dôme de Valduc : zone d’étude de la m quantification de l’infiltration dans la nappe supérieure
Bassin Versant de la Douix de Léry Valduc Valduc Léry 0 500 m
Upper watertable september 2010 IAEA Aix 7
Water flow of lower watertable RVI Limite du bassin v ersant de la Douix de LERY 0 9 3 S2P S5P 380 S3P CEA - VALDUC 370 S1 D13P RI FP99/2 D37P 360 350 D1bis RV RII RIII 340 330 RIV piézomètre source source 0 50 0 m côte NGF rivière
janv.-08 janv.-07 Stabilisation janv.-06 Lower watertable activity janv.-05 janv.-04 janv.-03 janv.-02 janv.-01 janv.-00 janv.-99 janv.-98 janv.-97 janv.-96 janv.-95 janv.-94 janv.-93 janv.-92 janv.-91 janv.-90 janv.-89 janv.-88 janv.-87 janv.-86 Rejets atmosphériques janv.-85 janv.-84 janv.-83 janv.-82 D1bis D13p D37p janv.-81 S3p S4p S5p RIII S1 janv.-80 janv.-79 janv.-78 Bq/L janv.-77 janv.-76 10000 1000 100 10
Tritium Balance in the bassin Valduc Tritium reaching the limit of the « Douix de LERY » bassin Q= 700g (1969-2008) Centre of VALDUC BASSIN « LA DOUIX DE LERY » Q= 7 g (1969-2008) = Infiltrations + Ruissellement Radoactive decay Direct Direct 5g Infiltration Infiltration 1969 1970 Aquifer 2003 Aquifer fracturated Porous medium medium Stock (corrected from radioactive decay : 1.4g in 2008 Ruissellement Douix de LERY. Exutory of the bassin Q= 0.6g (1969-2008)
Infiltration mecanism Water activity Rock Profil rain rain Profil Profil Activité volumique des roches en [HTO] Bq/m 3 - (en noir) Profondeur (m) 2008 1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07 0 -5 -5 Calcaire Comblanchoïde 7% -10 -15 -15 few 93% -20 hours 1973 Diffusion -25 -25 to few Calcaire -30 in matrix days oolithique -35 -35 -40 -45 -45 Calcaire 1m/Y Compact à -50 fissures verticales -55 -55 Nappe supérieure -60 du bathonien Marnes -65 -65 1 10 100 1000 10000 100000 Few month to 3 years Teneur en eau ( %) - (en bleu - losanges)
atmospheric Transfers Measures and assessments Septembre 2009 SFRP Paris 12
atmospheric Transfer measures and assessement 7.10 -8 1.4 10 -7 9.10 -8 6.4 10 -8 Septembre 2010 IAEA AIX 13
Wind roses 2005-2008 Rose des vents en Diffusion Faible sans pluie d'avril 05 à mars 08 Origine des vents par temps de pluie de mars 2005 à mars 2008 Rose des vents en diffusion normale sans pluie d'avril 05 à mars 08 0 0 0 3.50% 1.60% 1.5 340 20 340 20 0.5 0.5 340 20 0.5 1 1.40% 1 3.00% 1.3 1 2 320 40 320 40 2 320 40 1.20% 2 1.1 2.50% 3 3 3 5 1.00% 0.9 5 2.00% 5 10 300 60 300 60 0.80% 300 60 10 0.7 10 1.50% 0.60% 0.5 1.00% 0.40% 0.3 280 80 280 80 280 80 0.50% 0.1 0.20% 0.00% -0.1 0.00% 260 100 260 100 260 100 240 120 240 120 240 120 220 140 220 140 220 140 200 160 200 160 200 160 180 180 180 dry dry rain Instable and stable neutral 14
Wind roses 2009 pluie dry dry Instable stable Septembre 2010 IAEA Aix 15
Rain intensity distribution Répartition des intensités de pluies (% annuel) 80% 1994 70% 1995 60% 1996 1997 50% 2000 40% 30% 20% 10% 0% 5 5 5 0 1 2 3 4 6 7 8 9 0 2 0 1 1 1 2 3 5 5 > à à à à 3 6 6 6 1 1 2 3 mm/h 16
Concentrations in tritium of the uper water table 1987 17
Concentrations in tritium of the uper water table 1997 18
Concentrations in tritium of the uper water table 2008 Septembre 2009 SFRP Paris 19
OBT in oak leaves 1998 N 26 19 28 35 Aignay-le-Duc 19 57 30 43 16 68 13 Salives Echalot 13 24 73 29 144 148 CVA 127 31 32 33 Lery 35 25 24 Moloy Lamargelle 22 17 22 16 19 12 11 9 9 12 14 14 4 km SFRP Paris 20 Isoconcentrations en tritium (OBT) en Bq/l
When rain deposition small, vapor deposition can be seen Station on site South North-East Nord-West HTO air vapor w (Bq/l) 1 142 243 236 HTO rain (Bq/l) 1 36 238 100 HTO soil (Bq/l) 2 69 231 132 Average of monthly measurements in 1999-2000 1 : continuous , 2: points IAEA WIEN January 2010 21
Calculation • 700 L / year of rain HTO soil (Bq/l) 2 69 231 132 HTO soil (Bq/l) 68 239 140 0.3 A vap +0.7 A rain 300 L.y -1 of dry vapor / 8 g.m -3 . => 1.2 10 -3 m.s -1 january 2010 IAEA WIEN 22
Free waters Data of environmental survey 2010 23
24 rains less tritiated than air water vapor déc-08 rejet moyen MBq/s sept-08 juin-08 mars-08 déc-07 sept-07 eaux de pluie juin-07 mars-07 déc-06 sept-06 vapeur d'eau de l'air juin-06 mars-06 déc-05 sept-05 juin-05 avr-05 janv-05 Bq/L 1 000 100 10 1
Grass between air vapor and rain water 25
Grass between air vapor and rain water 26
Grass between air vapor and rain water 27
Grass between air vapor and rain water 28
Free water calculation • C free veg w = H r C air + (1-H r ) C sol ? • this means that free water activity is practically equal to air vapor activity Septembre 2010 Réunion PMR 29
Air relative humidity fluctuation Septembre 2010 IAEA Aix 30
Septembre 2009 SFRP Paris 31
Measures in Free water : light Measures in Free water : light HTO HTO k . t − C C ( 1 e ) = × α × − laitues air ln( 2 ) 0,80 t = 1 / 2 1 , 5 h , 0 , 43 t α = = k 1 / 2 0,70 C HTO laitues (Bq L -1 ) / C HTO air (Bq L -1 ) 0,60 2 , 9 h , 0 , 21 t α = = 1 / 2 0,50 old 0,40 0,30 matures 0,20 0,10 young 22 , 4 h , 0 , 42 t α = = 1 / 2 0,00 0 5 10 15 20 25 Durée de l'exposition (h) 32
Measures in free water: darkness Measures in free water: darkness HTO HTO k . t − C C ( 1 e ) = × α × − laitues air 0,50 12 , 8 h , 0 , 41 t α = = 1 / 2 ln( 2 ) 0,45 t = 1 / 2 C HTO laitues (Bq L -1 ) / C HTO air (Bq L -1 ) k 0,40 7 , 3 h , 0 , 36 t α = = 1 / 2 0,35 old 0,30 0,25 young 0,20 0,15 6 , 9 h , 0 , 07 t α = = 0,10 1 / 2 0,05 matures 0,00 0 5 10 15 20 25 Durée de l'exposition (h) 33
Comparison with litterature � Comparison with literature data C.Boyer PhD Defense – Besançon, November 30th 2009 34
Air Vapor, free water and combustion water Boyer, 2007 - location A (1) Boissieux, 2006 - location A 10000 10000 -1 ) -1 ) Activité (Bq L Activité (Bq L 1000 1000 100 100 Boyer, 2007 - location A (2) 10000 10 10 -1 ) 0 20 40 60 80 Activité (Bq L 0 20 40 60 1000 Durée d'exposition (jours) Durée d'exposition (jours) HTO air HTO libre OBT HTO air HTO libre OBT 100 10 0 20 40 60 Durée d'exposition (jours) HTO air HTO libre OBT Septembre 2010 Réunion PMR 35
Water concentrations in air, rain, and vegetables : free and combustion 1000 eau libre plante Free water plant eau de combustion Combustion water Air vapor eau de l'air Rain water eau de pluie Bq/L 100 10 e e e e é é s s x x e e s s l l e e u u r r e e n n n n B B r r a a m m ê ê ê ê d d e e a a e e h h h h t t m m c c c c l l r r e e a a i i o o o o d d e e e e S S P P P P d d d d s s e e s s s s m m e e e e l l l l l l l l m m i i i i u u u u o o e e e e P P F F F F Septembre 2010 IAEA Aix 36
AIEA et Gascon C comb w =.WEQ p .R p .[RH.C am +(1-RH).C sw ]] C free w =[0.4 C am +0.6.C sw ]] C vegetable = WC p . C free w + (1-WC p ).C comb x Septembre 2010 AIEA Aix 37
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