Contribution of CEA-Valduc Centre on Knowledge About Atmospheric Tritiated Water Transfers in the Different Compartments of the Environment from Survey Data

Contribution of CEA-Valduc centre on knowledge about atmospheric tritiated water transfers in the different compartments of the environment from survey data.

CEA France

January 2010 Vienna IAEA 1 january 2010 Vienna 2010 2 Atmospheric Release : Tritium

100000 TBq/an 100g/a Entreposage déchets Traitement déchets 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

10 matière et traitement déchets 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 atmospheric Transfers

Measures and assessments

Septembre 2009 SFRP Paris 4 atmospheric Transfer measures and assessement 1.00E-06 Salives NELerySE Echalot NWMoloy SE 2006 : 7.10-8 1.4 10-7 9.10-8 6.4 10-8

1.00E-07 (Bq/m3)/(Bq/s)

1.00E-08

ja a j o ja a j o ja a j o ja a j s d v u c v u c v u c v u e é n il n il- n il- n il- v r- - t- v r- t- v r- t- v r- p c - 0 0 0 - 0 0 0 - 0 0 0 - 0 0 t- - 0 5 5 5 0 6 6 6 0 7 7 7 0 8 8 0 0 5 6 7 8 8 8 Septembre 2009 SFRP Paris 5 January 2010 SFRP Paris 6 Environment meteo

Rose des vents en diffusion normale sans pluie d'avril 05 à mars 08 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 0 3.50% 340 20 0.5 3.00% 1 0 0 320 40 2 1.60% 1.5 340 20 0.5 340 20 0.5 2.50% 3 1.40% 1 1.3 1 5 320 40 320 40 1.20% 2 1.1 2 2.00% 10 300 60 3 3 1.00% 0.9 1.50% 5 5 300 0.80% 60 10 300 0.7 60 10 1.00% 0.60% 0.5 280 80 0.50% 0.40% 0.3 280 80 280 80 0.00% 0.20% 0.1 0.00% -0.1 260 100 260 100 260 100

240 120 240 120 240 120

220 140 220 140 220 140

200 160 200 160 200 160 180 180 180

Dry conditions Dry conditions rainy Unstable stable All stabilities

January 2010 Vienna IAEA 7 Rain intensity distribution

Répartition des intensités de pluies (% annuel)

80% 1994 70% 1995 60% 1996 50% 1997 2000 40% 30% 20% 10% 0%

1 2 3 4 6 7 8 9 5 0 10 12 5 15 25 3 >50 à à à 6 13 16 2 36 à mm/h 8 Concentrations in tritium of the uper water table 1987

9 Concentrations in tritium of the uper water table 1997

10 OBT in oak leaves 1998 N

26 35 28 19 Aignay-le-Duc 19

57 30 43 68 16 13

Salives Echalot 13 24 29 144 148 73

CVA

31 127 32 Lery 33 35 25

24 Moloy 22 Lamargelle 17 22 16 12 19

11 9 14 9 12 14

SFRP Paris4 km 11 Isoconcentrations en tritium (OBT) en Bq/l Concentrations in tritium of the uper water table 2008

Septembre 2009 SFRP Paris 12 Geometry for Chamberlain model

Supression of 2.15

h1 h1sup α

h1inf

2,15σz θ y1

y2 Hcheminée h2

x1 xamont x2 xcalcul

Septembre 2009 SFRP Paris 13 To find the observed value

• need to increase the activity of rain • The way was to reduce 2.15 sigma to 1 sigma • We probably under-estimate the root pathway

Septembre 2009 SFRP Paris 14 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

January 2010 IAEA WIEN 15 Calculation

• 700 L / year of rain

HTO soil (Bq/l) 2 69 231 132

HTO soil (Bq/l) 68 239 140 0.3 Avap +0.7 Arain

300 L.y-1 of dry vapor / 8 g.m -3 . => 1.2 10-3 m.s-1

january 2010 IAEA WIEN 16 Free waters

Data of environmental survey

2010 17 rains less tritiated than air water vapor

1 000 Bq/L

100

vapeur d'eau de l'air eaux de pluie rejet moyen MBq/s 1

ja a ju s d m ju s d m ju s d m ju s d e e e e n v i é i é i é i é n p a n p a n p a n p v r c c c c - - t - r - t - r - t - r - t - - 0 0 - 0 s 0 - 0 s 0 - 0 s 0 - 0 0 0 - 0 - 0 - 0 5 5 5 6 6 7 7 8 8 5 5 0 6 0 7 0 8 6 7 8

18 Grass between air vapor and rain water

1 000 Bq/L

100

vapeur d'eau de l'air végétaux eaux de pluie 1

19 TritiumTritium absorptionabsorption byby lettuceslettuces exposedexposed toto aa tritiatedtritiated atmosphereatmosphere

C. Boyer PhD ContexteContexte dede ll’é’étudetude

Transfert du tritium de l’environnement aux plantes Absorption foliaire Perte de HTO

Rôle des stomates (diffusion) Transpiration

= OBT

Absorption racinaire Source : « Le tritium et l’environnement », SFRP 2002. Phénomènes diurnes/nocturnes ExperimentalExperimental ProtocoleProtocole

Cinetic Experiences (short term : 24 h), in controled conditions :

¾ 2 parameters tested : - stage of development of the vegetal - light or darkness

¾ Conditions of exposure in climatic box: - temperature of room ~ 23°C - light ~ ¼ of the maximal outside light - hygrometry ~ [60 – 75%] - tritium in air (HTO) ~ [60 – 190 Bq m-3]

¾ Sampling at 1h, 2h, 3h, 5h, 6h, 7h, 8h et 24h of exposure

22 Measures in Free water : light

C HTO = C HTO ×α × (1− e−k.t ) 0,80 laitues air ln(2) 0,70 t1/ 2 = t =1,5 h, α = 0,43 ) k 1/ 2 1 ‐ L 0,60 (Bq

air 0,50 t1/ 2 = 2,9 h, α = 0,21 HTO C

)

1 0,40 old ‐ L

(Bq

0,30 matures laitues 0,20 HTO C 0,10 young t1/ 2 = 22,4 h, α = 0,42 0,00 0 5 10 15 20 25 23 7e Congrès National de Durée de l'exposition (h) la SFRP – 15-18 juin 2009 - Angers Measures in free water: darkness

C HTO = C HTO ×α × (1− e−k.t ) 0,50 laitues air t1/ 2 =12,8 h, α = 0,41 0,45 ln(2) t1/ 2 = )

1 k ‐

L 0,40 t1/ 2 = 7,3 h, α = 0,36 (Bq 0,35 old air

HTO 0,30 C

)

1 0,25 ‐ L

0,20 young (Bq

0,15 laitues t = 6,9 h, α = 0,07 HTO 0,10 1/ 2 C 0,05 matures 0,00 0 5 10 15 20 25 Durée de l'exposition (h) 24 Water concentrations in air, rain, and vegetables : free and combustion 1000 eau libre plante eau de combustion eau de l'air eau de pluie

100 Bq/L

e r es êne êne Blé Blé h ter m SaladesSalades de de ch PoireauxPoireaux Pom Pommes mes om Feuilles Feuillesde chêneFeuilles Feuillesde chêne de c PommesP de terre Septembre 2009 SFRP Paris 25 Conclusions

• Hr.Aair + (1-Hr).Asoil or 0.4 Aair + 0.6 Asoil ?

• Effect of cuticules and efficiency of stomates Particularly during the night

• Contribution of rain for soil and for OBT in leaves

January 2010 Vienna IAEA 26 thanksthanks

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