ON THE QUESTION OF DETERMINING THE ACTIVITY OF FAULT ZONES  OF THE PRECAMBRIAN CRYSTALLINE FOUNDATION AT THE ZAPORIZHZHIA NPP SITE BASED ON RADON MEASUREMENTS

В. Л. Сєдін; В. Ю. Ульянов; В. В. Ковба; В. А. Загільський; К. М. Бікус; В. В.  Білик

doi:10.30838/UJCEA.2312.270225.128.1137

Автор(и)

В. Л. Сєдін Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна
В. Ю. Ульянов Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна
В. В. Ковба Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна
В. А. Загільський Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна
К. М. Бікус Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна
В. В. Білик Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна

DOI:

https://doi.org/10.30838/UJCEA.2312.270225.128.1137

Ключові слова:

АЕС, геологічна будова, гранітоїди, радон, тектонічний розлом, радонометри, об'ємна активність радону

Анотація

Постановка проблеми. Виконані дослідження були зумовлені постфукусімською переоцінкою сейсмічної небезпеки та сейсмостійкості майданчика розміщення Запорізької АЕС з урахуванням зміни геотехнічних умов у процесі експлуатації станції. Підставою були міжнародні вимоги щодо ядерної безпеки та рекомендації МАГАТЕ SSG-9, вимоги вітчизняних та зарубіжних норм проєктування сейсмостійких атомних станцій. Проведені вузькоспеціальні дослідження, вперше в країні випробувані на майданчику Запорізької АЕС, за подальшого вдосконалення методики цілком можливі для заявлених цілей і на майданчиках інших АЕС, особливо розташованих у сейсмоактивних зонах. Мета статті. Метою статті є апробація методики визначення ступеня тектонічної активності, передбачених раніше, а згодом підтверджених бурінням та геофізикою розломних зон майданчика Запорізької АЕС на основі моніторингу радону в підземних водах. А також у перспективі обґрунтування застосування радонометрів для точного картування розломних зон у вивержених породах Українського Кристалічного Масиву. Висновки. Проаналізовано архівні дані про геологію та гідрогеологію майданчика АЕС. Також проаналызовано дані про вміст радону в підземних водах кристалічних порід фундаменту. Описано існуючі методики відбору проб води на радон та їх досліджень у лабораторних умовах. Отримані в результаті проведення моніторингу радону в підземних водах дані свідчать про відсутність неотектонічної активності природного характеру на ділянці геодинамічного полігону, що безпосередньо прилягає до майданчика ЗАЕС і в першу чергу, в зоні субширотного розлому, розкритого однією зі свердловин та перетинає площину блоку. Результатом проведення протягом 2012–2015 років порівняльних досліджень показників об'ємної активності радону (ОАР) у водах водоносного горизонту тріщинно-жильних вод кристалічного докембрійського фундаменту стало підтвердження принципової можливості при здійсненні моніторингу радону оцінки тектонічної активності розломних зон геодинамічного полігону Запорізької АЕС.

Посилання

Alokhin V.I., Tobyash V.E., Koinash P.V. and Prystynska M.V. Neotektonichna aktyvnist ta pronyknist trishchynnykh struktur hranitnoho masyvu Kamiani Mohyly [Neotectonic activity and permeability of fissure structures of the Kamiani Mohyla granite massif]. Naukovi pratsi DonNTUU. Seriia : hirnycho-heolohichna [Scientific Works of DonNTUU. Series : Mining and Geological]. 2002, no. 45, pp. 107–112. (in Ukrainian).

Atlas. Heolopia i korysni kopalyny Ukrainy [Atlas. Geolopy and Minerals of Ukraine]. Kyiv : YHN NAN Ukrainy, 2001, 168 p. (in Ukrainian).

Alokhin V.I., Korchemahyn V.B. and Koinash P.V. Osoblyvosti heokhimii gruntovykh vidkladen na diliantsi peretynu Pivnichno-Volnovaskoho ta Viktorivskoho rozlomiv [Peculiarities of the geochemistry of soil sediments at the intersection of the North Volnovasky and Viktorivsky faults]. Naukovi pratsi DonNTU. Seriia : hirnycho-heolohichna [Scientific Works of DonNTU. Series : Mining and Geological]. 2003, no. 55, pp. 120–125. (in Ukrainian).

Avseienko V.F. Dozymetrychni ta radiometrychni prylady ta vymiriuvannia [Dosimetric and radiometric devices and measurements]. Kyiv : Urozhai Publ., 1990, 144 p. (in Ukrainian).

Voievoda B.Y., Sobolev E.H. and Savchenko. O.V. Heodynamika ta yii rol u stalomu rozvytku rehioniv [Geodynamics and its role in the sustainable development of regions]. Naukovi pratsi DonNTU. Seriia : hirnycho-heolohichna [Scientific Works of DonNTU. Series : Mining and Geological]. 2002, no. 45, pp. 88–93. (in Ukrainian).

Horbushyna L.V. and Riaboshtan Yu.S. Imanatsiinyi metod indykatsii heodynamichnykh protsesiv pry inzhenerno-heolohichnykh doslidzhenniakh [The emanation method of indicating geodynamic processes in engineering and geological research]. Radianska heolohiia [Soviet Geology]. 1975, no. 4, pp. 106−112. (in Ukrainian).

Hudzenko V.V., Holykov T.O., Hudzenko H.Y. and Shevchenko O.L. Radon u pidzemnykh vodakh Kyyeva [Radon in underground waters of Kyiv]. Visnyk Kyyivsʺkoho natsionalʹnoho universytetu im. T. Shevchenka. Heolohiya [Bulletin of the Kyiv National University named by T. Shevchenko. Geology]. 2004, no. 29−30, pp. 101–104.

(in Ukrainian).

Alokhyn B.I., Boiko B.C., Boreiko V.O., Borodavko O.B. and oth. Donbas zapovidnyi : naukovo-informatsiinyi dovidnyk-atlas [Donbas is protected : scientific and informational guide-atlas]. Donetsk : Donetsk branch of the State Institute of Advanced Training and Retraining of Personnel of the Ministry of Energy and Resources of Ukraine, 2003, 160 p. (in Ukrainian).

Deriabin H.N. Radiatsiia ta liudyna [Radiation and man]. Mariupol : ZAO “Pryazovskyi robochyi”, 2001, 256 p. (in Ukrainian).

Klasyfikatsiia mineralnykh vod Ukrainy [Classification of mineral waters of Ukraine]. Under the editorship Acad. NAS of Ukraine V.M. Shestopalova. Kyiv, 2003. (in Ukrainian).

Kostenetskyi M.Y., Hrybynenko H.T., Kravtsova L.S., Antonova H.L. and Khrypko Z.A. Radioekologicheskiye issledovaniya podzemnykh istochnikov pit'yevogo vodosnabzheniya Zaporozhskoy oblasti i dozy oblucheniya naseleniya [Radioecological studies of underground sources of drinking water supply in Zaporizhia region and population radiation doses]. Ekologiya i zdorov'ye cheloveka [Ecology and human health]. Kharkiv, 2003, pp. 859–861. (in Ukrainian).

Laryonov V.V. and Rezvanov R.A. Yadernaia heofyzyka y radyometrycheskaia razvedka [Nuclear Geophysics and Radiometric Prospecting]. 1988. (in Russian).

Maksymov M.T. and Odzhahov H.O. Radyoaktyvnye zahriaznenyia y ykh izmerenye [Radioactive Contamination and Its Measurement]. 1989, 304 p. (in Ukrainian).

Normy radiatsiinoi bezpeky Ukrainy NRBU-97/D-2000 (DHN 6.6.1.−6.5.061-2000) Derzhavni hihiienichni normatyvy. Ministerstvo okhorony zdorov’ia (MOZ) [Radiation safety standards of Ukraine NRBU-97/D-2000 (DGN 6.6.1.−6.5.061-2000). National hygienic standards, Ministry of Health (MoH)]. 2000. (in Ukrainian).

Panov B.S., Riaboshtan Yu.S, Takhtamyrov E.P. and Alokhin V.I. Pro novyi metod strukturno-heodynamichnykh doslidzhen [About the new method of structural-geodynamic investigations]. Radianska heolohiia [Soviet Geology]. 1984, no. 1, pp. 66–75. (in Ukrainian).

DSanPiN 2.2.4-171-10. Hihiienichni vymohy do vody pytnoi, pryznachenoi dlia spozhyvannia liudynoiu Yssledovanye vody: radyonuklydy [DSanPiN 2.2.4-171-10. Hygienic precautions for drinking water intended for human consumption. Water research : radionuclides]. (in Ukrainian).

Siedin V.L., Bausk Ye.A., Ulianov V.Yu. and Bikus K.M. Shkala otsiniuvannia akttyvnosti tektonichnyz rozlomiv zemnoI kory za intensyvnistiu radonovydilennia – zastosuvannia dlia obiektiv AES [The scale for assessing the activity of tectonic faults in the earth’s crust based on the intensity of radon production is a standard for AES objects]. Osnovi i fundamenty : mizhvidom. nauk-tekhn. zb. Kyiv. nats. un-t bud-va i arkhit. [Basics and foundations : between species Science and Technology coll. of the Kyiv. National University of Civil Engineering and Architecture]. Kyiv, 2015, no. 37, pp. 52–63. (in Ukrainian).

Sedin V.L. and Ulianov V.Yu. Do pytannia pro tektoniku ploshchadky AES “Akkuiu” v Turetskii Respublitsi [Read more about the tectonics of the Akkuyu Nuclear Power Plant site in the Turkish Republic]. Svit heotekhniky [World of Geotechnics]. No. 4 (63), 2019, pp. 27–33. (in Ukrainian).

Tokarev A.N. and Shcherbakov A.V. Radyohydroheolohyia [Radiohydrogeology]. 1956, 264 p. (in Russian).

Tokarev A.N., Kutsel E.N. and Popova T.P. Radiohidroheolohichnyi metod poshukiv rodovyshch uranu [Radiohydrogeological method of searching for uranium origins]. 1975, 225 p. (in Russian).

Ulianov V.Yu. Zastosuvannia radonometrii dlia vyiavlennia zon tektonichnykh rozlomiv pid chas prokhodzhennia tuneliv metropolitenu v m. Dnipro [Use of radon measurements to identify zones of tectonic faults during the passage of metro tunnels in the Dnipro city]. Nauka ta prohres transportu. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transport [Science and Progress in Transport. Newsletter of the Dnipropetrovsk National University of Transport]. 2021, no. 5 (95), pp. 103–117. (in Ukrainian).

Shashkyn V.L. Metody analyza estestvennykh radyoaktyvnykh yzotopov [Methods of analysis of natural radioactive isotopes]. 1972. (in Russian).

Wilkening M. Radon in the environmental studies in environmental Science 40. Amsterdam : Elsеvier, 1990.

Valeria Lupiano, Salvatore Procopio, Gabriele Buttafuoco, Valeria Rago and Giulio Iovine. Indoor radon measurements in Calabria (Southern Italy). Journal of Maps. 2022.

Xuan P.T., Duong N.A., Van Chinh V., Dang P.T., Qua N.X. and Van Pho N. Soil Gas Radon Measurement for Identifying Active Faults in Thua Thien Hue (Vietnam). Journal of Geoscience and Environment. 2020.

Chunyu He, Zhi Zeng, Lei Zhang, Yunxiang Wang and Qiuiu Guo. A new-designed system for continuous measurement of radon in water. Applied Radiation and Isotopes. Vol. 187, September 2022.

Mehrabi A., Pirasteh S., Rashidi A., Pourkhosravani M., Derakhshani R., Liu G., Mao W. and Xiang W. Incorporating Persistent Scatterer Interferometry and Radon Anomaly to Understand the Anar Fault Mechanism and Observing New Evidence of Intensified Activity. Remote Sens. 2021, vol. 13, iss. 2072, 22 p.

González-Díez A., Soto J., Gómez-Arozamena J., Bonachea J., Martínez-Díaz J.J., Cuesta J.A., Olague I., Remondo J., Fernández Maroto G. and Díaz de Terán J.R. Identification of latent faults using a radon test. Geomorphology. Vol. 110, iss. 1–2, September 2009, pp. 11–19.

Sun X., Yang P., Xiang Y. et al. Across-fault distributions of radon concentrations in soil gas for different tectonic environments. Geosciences Journal. 2018, vol. 22, pp. 227–239.

Yao Yang, Ying Li, Zhijun Guan , Zhi Chen, Lei Zhang , Chao Jia Lv and Fengxia Sun. Correlations between the radon concentrations in soil gas and the activity of the Anninghe and the Zemuhe faults in Sichuan, southwestern of China. Applied Geochemistry. Vol. 89, February 2018, pp. 23–33.

Wang X., Li Y., Du J. and Zhou X. Correlations between Radon in Soil Gas and the Activity of Seismogenic Faults in the Tangshan Area, North China. Radiation Measurements. 2014, vol. 60, pp. 8−14.

Benà E., Ciotoli G., Ruggiero L. et al. Evaluation of tectonically enhanced radon in fault zones by quantification of the radon activity index. Sci Rep. 2022, vol. 12, p. 21586.

Michalakis Omirou, Alexandros Clouvas and Fokion Leontaris. Metrology aspects (sampling, storage, transportation, and measurement) of radon in water. Journal of the European Radon Association. 2022, no. 3:8643, pp. 1–16.