KÖRNYEZETFIZIKIA KUTATÁSOK AZ ATOMKIBAN 2007-2011 1. BEVEZETÉS Korunk emberének, kutatójának egyik legfontosabb feladata az ember civilizáció fenntartható létének biztosítása a Földön, hiszen a túlnépesedéssel, illetve a modern civilizáció természetet kizsákmányoló módszereivel és szemléletével mára nyilvánvalóan nehezen fenntartható szintre került az ember és környezete kapcsolata. Ahhoz, hogy a természetes vagy a civilizációs folyamatokba beleszóljuk, vagy azok kölcsönhatását lényegesen pozitívan befolyásoljuk, első lépés a megértés kell, hogy legyen. Ehhez meg kell figyelnünk, elemeznünk és bizonyos szinten megértenünk az embert is magába foglaló természetet, és annak a civilizációnkkal kölcsönhatásban lejátszódó alapvető folyamatait, a változások mögötti mechanizmusokat. Az ATOMKI-ban a Környezetfizikai témaköre hagyományosan azokat az interdiszciplináris kutatásokat öleli fel, ahol a klasszikusan értelmezett fizikai módszerek már a társtudományokkal (geológia, hidrológia, légkörtan, biológia, történelem, környezetvédelem és újabban a gyógyszer és élelmiszerkutatás) együtt alkalmazva érhetik el céljukat. Bár a legtöbb kutatási terület még így is környezetkutatási alapkutatásnak minősül, de ezektől legtöbbször konkrét gyakorlati, a mindennapi életünket is befolyásoló eredményt is várnak. A 2007-2011 időszakban is a Környezetfizikán belüli tématerületek általában természetes módon egy-egy nagyobb műszercsoport, egy-egy konkrét metodikai módszer köré szerveződve jelentek meg. Ezeknek az egymástól alapvetően függetlenül létrejött és működő kutatócsoportoknak az egymásra hatását legtöbbször a vizsgálatuk közös tárgya biztosítja. A többféle kronológiai módszerek gyakran átfedő időszakokat vizsgálva kerülnek kölcsönhatásba egymással. A vizsgált különböző fluidumok (kőzet – víz – levegő – élővilág - civilizáció) működésének megértése csak egymásra hatásukat figyelembe véve végezhető el hatékonyan, így az ATOMKI-n belüli együtt élő módszerek, témák koncentráltsága nyilvánvalóan nagyban segíti azok egyéni sikereit is. Az intézet Környezetfizikai kutatásainak jelentőségét és az ebben dolgozó kutatócsoportjaink eredményeit mutatja, hogy a Nemzeti Kutatási Infrastruktúra Felmérés és Útiterv (NEKIFUT) Projektben az MTA ATOMKI nyolc (8) különböző környezetfizikai kutatási infrastruktúráját egybe foglaló MTA ATOMKI HE KAL csoportos infrastruktúra megkapta a stratégiai jelentőségű kutatási infrastruktúra (SKI) minősítést 2010-ben. Az intézet témarendszerében a Környezetfizikához tartozó öt nagyobb tématerületet beszámolói mellett egy további pontban foglaljuk össze az ATOMKI azon nukleáris és nyomelem analitikai módszereinek
alkalmazásait, melyek egy-egy újabb környezetfizikai projekt, vagy ötlet megvalósításához használják a más alapkutatásokra telepített berendezéseket. 2. AZ ALTÉMÁK EREDMÉNYEINEK ÉS TERVEINEK ÖSSZEFOGLALÁSA a) K-Ar kormeghatározás K-Ar kormeghatározási módszer a földtani problémák megoldásában a következő tématerületeken volt felhasználva a beszámolási időszakban: Kronosztratigráfia: Rétegtani problémák megoldásánál nélkülözhetetlen a nemzetközileg hitelesített, illetve elfogadott időskálák alkalmazása. A Kárpát-medence miocén vulkáni tevékenységének rétegtanában a Centrál Paratethysre összeállított időskála használatos, amelyben a figyelembe vett radiometrikus koradatok jelentős része a debreceni laboratóriumból származik.
1
Vulkáni területek fejlődéstörténetének rekonstruálása (lokális és regionális kronolgiai problémák megoldása): A Kárpát-Pannon térség neogén-kvarter mészalkáli és alkáli vulkanizmusának komplex tanulmányozása laboratóriumunk egyik kiemelt kutatási témája. A szisztematikus munka eredményeként publikált összefoglaló cikknek több mint 2000 K-Ar koradat képezte alapját. Mélységi magmás kőzettestek benyomulásának és az ezt követő kiemelkedési folyamat hőtörténeti, kinetikai és kronológiai vizsgálata. Különböző típusú érctelepek geokronológiája: Napjainkban a gazdasági jelentőséggel bíró érctelepek kutatásánál nélkülözhetetlen a részletes geokronológia munka elvégzése, hiszen a megbízható készletszámítás döntőszerepet játszik a nagy beruházásoknál. Nem véletlen, hogy laboratóriumunk is számos ilyen típusú pályázatban vett részt az elmúlt évek során. Módszertani szempontból, amennyiben az érces ásvány mérhető K tartalommal rendelkezik, akkor az ércesedés kora közvetlenül meghatározható (pl. kriptomelán). Abban az esetben, ha az érces ásvány viszont nem tartalmaz káliumot, akkor az ércesedés folyamán keletkezett nem érces ásvány (pl. hidrotermális tevékenység során képződött alunit) lehetővé teszi a kormeghatározást. Ősföldrajzi problémák vizsgálata: A kőzetek felaprózódását követő lepusztulás, szállítás és lerakodás általában olyan fizikai-kémiai környezetben lejátszódó folyamatok, amelyek nem változtatják meg a kőzetek eredeti korát. Következésképpen az üde kavicsok mérésével a lepusztulás eredeti helyére lehet következtetni (pl. medence analízis). Tektonikai folyamatok korviszonyinak tanulmányozása: Kisebb lemezdarabok forgása, csúszása, kibillenése stb. minden esetben bizonyos időhöz köthető folyamatok. A koradatok birtokában az eredeti szerkezeti állapot rekonstruálható. Geodinamikai modellek a radiometrikus koradatok tükrében: Bármely vulkáni vonulat mentén végzett szisztematikus geokronológiai munka, alapját képezi a hegységszerkezet kialakulását megmagyarázó geodinamikai modellnek. Petrogenetikai vizsgálatok az idő függvényében: (Új utak a geokronológia és az izotóp-geokémiai kutatások „párosításában”!).
Kőzetek átkristályosodásának (metamorfózis) kormeghatározása: Speciális körülmények között kisfokú metamorfózis (kb. 350-400°C) folyamatának tanulmányozása. Legjelentősebb eredmények: Nemzetközi tudományos együttműködés keretében (MTA – RTA) végzett kutatások eredményeként összefoglaló munka készült a Keleti-Kárpátok szubvulkáni zónájának kronológiájáról. Sithonia (Görögország) különböző típusú gránitos kőzetein geokronológiai vizsgálatokat végeztünk, melynek alapján sikerült különböző magmás fázisokat elkülöníteni. (MTA ATOMKI – Aristotle University, Thessaloniki, tudományos együttműködés.) Befejeződött a Nyugati- és a Keleti-Kárpátok közötti átmeneti zóna hidrotermális rendszereinek összehasonlító vizsgálata, amelyből OTKA-zárójelentés készült. Kisfokú metamorfózis fázisainak elkülönítése illit datálásával a Papuk-ban. Megállapítottuk, hogy a Tisia déli részén (Papuk-hg. Szlavónia) a kisfokú és nagyon kisfokú metamorfózis a kréta korban játszódott le, az ausztriai és/vagy szubherciniai fázisokban. Dr. Balogh Kadosa megvédte akadémiai doktori értekezését. Összefoglaló munkát készítettünk South Shettland Island, Antarktisz, vulkáni tevékenységének fejlődéstörténetéről és szerkezeti sajátságairól. Nemzetközi expedíció keretében 2009. januárfebruár hónapokban King George Island (Antarktisz) vulkáni területén elvégeztük a további analitikai munkákhoz szükséges mintagyűjtést. Antarktiszi minták K/Ar kormeghatározásra történő előkészítése és az analitikai munka elvégzése megtörtént. Magyar-lengyel tudományos együttműködés keretében az antarktiszi projekt (King George Island) folytatása megvalósult.
2
A Tokaji hegységben végzett komplex geokronologiai, vulkanológiai és geokémiai vizsgálatok eredményeiről nemzetközi konferenciákon számoltunk be (Izland, Olaszország), illetve a legfontosabb adatok a Royal Society geológiai folyóiratának külön kötetében lettek publikálva. Adatbázist készítettünk a sziléziai harmadidőszaki bazalt vulkanizmus kutatásában az elmúlt évek során felhalmozódott koradatokról, valamint kiegészítettük az új geokémiai adatokkal, amely alapját képezi egy nemzetközi folyóiratban közlésre kerülő összefoglaló munkának. Kisfokú metamorfózis intenzitásának és tektonikai folyamatoknak vizsgálata az agyagásványok szemcseméretének függvényében a Bükkium területén. Kisfokú metamorfitok kronológiája szlavóniai (Horvátország) kőzeteken. Agyagásványok kormeghatározásával kisfokú metamorfitok átalakulási idejének kutatása Magyarországon és Horvátországban. Az Aggtelek-Rudabányai-hg ben a Telekesoldal kőzeteit érintő nagyon kisfokú metamorfózis idősebb volt, mint a Bükk keleti részén, az alsó-krétában (140-120 Ma) játszódott le. Intruzív magmatismus komplex vizsgálata a Kátpát-Pannon Régióban Új, a K-Ar kort befolyásoló effektus felfedezése leucittartalmú bazalton, módszer a hiba felismerésére és korrekciójára. Kimutattuk, hogy a Hegyestű leucitja az alacsony hőmérsékletű előmelegítés során megváltoztatja szerkezetét, és emiatt adja le radiogén argontartalmának jelentős részét. A Cadomi metamorfózis kimutatása variszkuszi metamorfitok amfiboljain a Cseh Masszívum területén. Cseh-Szász Érchegység: a Ti-tartalmú bazaltok kitörésének fázisait különítettük el. A Cseh Masszívum harmadidőszaki vulkáni fázisaira kidolgozott kronológia pontosítása. Mélységi és kiömlési magmás kőzetek kronológiája a Cseh Masszívum és a Dunántúl területén. A növényzet és trágyázás hatása a talaj agyagásványainak K-Ar korára. A K-Ar kormeghatározás, mint talajdiagnosztikai módszer. Összefoglaló tanulmány készítése San Salvadorban végzett vulkanológiai és geokronológiai vizsgálatok eredményeiről Tervek: EU-s pályázat (lengyel-magyar) feladatainak elvégzése a K/Ar témában. Agyagásványok kronológiájának vizsgálata Horvátországban. Talajvizsgálatok folytatása nemesgáz izotópokkal. Néhány magmás kőzet vizsgálata a Cseh Középhegységben. b) Radiokarbonos kormeghatározás és környezetkutatás A Radiokarbonos kormeghatározás és környezetkutatás altéma a 2007-2011 időszakban jelentős infrastrukturális és tematikai megújuláson ment át az MTA ATOMKI-ban. A mérési módszer 1980-as években történt intézeti meghonosítását követően a hazai és gyakran külföldi mérési igények folyamatosan növekedtek a régészek, geológusok, palaeoklíma kutatók, palaeobotanikusok, hidrológusok, a nukleáris környezetvédelem és újabban a jelenkori klímaváltozás vizsgálói részéről is. A korábban bevezettet mérési módszer a nemzetközi összeméréseken bár folyamatosan a nemzetközi élmezőnyben volt, de a gáztöltésű proporcionális bétaszámlálásos módszer (GPC) sajátságából adódóan a kiépített mérési kapacitás egyre kisebb mértékben tudta kiszolgálni a folyamatosan növekvő mérési igényeket, újabb és újabb projekteket. Továbbá a radiokarbonos mérések felhasználási körének ma is gyorsan bővülő köre már elengedhetetlenné teszi egy nemzetközi hírű laboratóriumban a milligrammos (esetleg mikrogrammos) minták mérési lehetőségének megteremtését, hogy a csak mikorfossziliaként fellelt leletek, vagy újabban az összetétel-specifikus környezeti minták, esetleg az orvos biológiai alkalmazások felé is nyithasson az intézet. Mindemellett a Hertelendi Ede Környezetanalitikai
3
Laboratórium egyik meghatározó tématerülete a nukleáris környezetvédelem és a vízbázis védelem által használt folyamatosan megfigyelt talajvíz és légköri monitoring hálózatok fenntartói részéről egyre költséghatékonyabb és egyben nagyobb és gyorsabb mérési kapacitás kidolgozására is igény van. A radiokarbon laboratórium infrastrukturális megújulása a 2007-ben átadott világviszonylatban is igen jól felszerelt kémiai előkészítő laboratóriummal indult, mely amellett, hogy lehetővé tette a GPC mérések magas színvonalú folyatását, már megteremtette az alapokat egy teljesen új mérési módszer bevezetéséhez. Ezzel egyidőben elindult a gyorsítós tömegspektrométeres (AMS) mérések minta-előkészítési folyamatában egy jelentős részfolyamat: a grafitizációs módszer rutinszerű bevezetéséhez szükséges előkészítő rendszer fejlesztése és tesztjei, nemzetközi együttműködő AMS laboratóriumok bevonásával. 2009-től egy háromoldalú kutatás-fejlesztési együttműködés keretében elindult az ATOMKI-Isotopetch közös AMS laboratóriumának kiépítése. Ez egyben jelentette egy új, célirányosan fejlesztett és felszerelt AMS minta-előkészítő laboratórium felépítését (a módszerek kidolgozásával együtt, lásd később) és egy MICADAS típusú környezeti mérésekre specializált, egyedi gázionforrással ellátott gyorsítós tömegspektrométer közös fejlesztését a svájci ETHZ (Zürich) Ionnyaláb-analitikai laboratóriumával. Ezek a fejlesztések a 2009-es év közepén indultak és 2011 nyarán már megtörténtek az első sikeres AMS tesztmérések az ATOMKI-ban. Az elmúlt öt év intenzív infrastrukturális fejlesztései együtt jártak nagyszámú, sokszor világviszonylatban is újnak mondható eszköz és módszerfejlesztéssel. A 14C környezeti monitoringhoz tartozó „tömegmérések” mentesítő kiszolgálására egy egyszerűbb előkészítést követő folyadékszcintillációs (LSC) mérési eljárást dolgoztak ki és vezettek be a 2007-es évtől, mely a mintából előállított szén-dioxid szcintillációs koktélban történő gyors direkt abszorpcióján alapszik. Kiépítésre került egy légköri fosszilis CO2 mérő állomás az ATOMKI udvarán, mely nagypontosságú CO2 mérést és folyamatos 14C mintavételt kombinál, egyedülálló terepre telepíthető kivitelben. Ezzel párhuzamosan az ATOMKI kétcsatornás légköri 14C mintavevőt telepített egy nemzetközi hírű magastornyos légköri háttér megfigyelőállomáson (Hegyhátsál, OMSz). Világviszonylatban is új típusú AMS minta-előkészítési módszer került kidolgozásra a svájci ETHZ intézettel együttműködésben a rendkívül kismennyiségű (széntartalom kisebb, mint 0,1 mg/minta) karbonátok és mélységi rétegvíz mérésére. Adaptálásra és optimalizálásra került egy zártcsöves grafitizációs AMS céltárgy előállítási módszer. Egyszerre nyolc párhuzamos zártcsöves grafitizációs reakciócella együttes kezelésére alkalmas egyedi gázkezelő-rendszer került kiépítése és átfogó tesztelésre. Az AMS C-14 korméréshez mérésekhez szükséges mintaelőkészítő módszerek és rendszerek kifejlesztésre, megépítésre és beüzemelése kerültek: szilárd szerves és szervetlen mintákra, külön a régészeti mérésekhez a csontok kollagénjére, valamint vízkor méréshez vízben oldott szervetlen szénre. Megtörtént az egyedi gázionforrással ellátott EnvironMICADAS gyorsítós C-14 tömegspektrométer (AMS) telepítése és átfogó tesztje az ATOMKI-ban. A radiokarbonos módszer elmúlt ötéves tematikai megújulásának első állomása a városi légköri fosszilis szén megfigyelésének indítása volt a 2007-es évben, amivel a jelenkori klímakutatás témaköréhez csatlakozott a kutatócsoport. A nemzetközi légköri szén izotópanalitikai vizsgálatokhoz az Atomki munkatársai két folyamatosan üzemelő 14CO2 mintavevőt telepítettek a Hegyhátsálon üzemelő meteorológiai állomás mérőtornyára 10 m és 115 m magasságban, és az OMSz munkatársaival közösen OTKA támogatással bekapcsolódtak a kontinentális szintű háttér értékek havi mérésébe. Európában ez az első állomás, ahol egyidejűleg két magassági szinten mérik a légköri szén-dioxid biogén és fosszilis összetevőinek arányát. Kimutatták, hogy a kontinens belsejében a fűtési szezonban a nagyvárosokban tapasztalt kb. 20 ppm fosszilis CO2 hozzájárulással szemben vidéki környezetben, téli időszakban mindössze kb. 5 ppm fosszilis széndioxid többlet jelentkezik a kb. 380 ppm háttér értékhez képest. Magyarország ICOS projekthez
4
csatlakozása esetén az állomás, ezzel együtt az Atomki a program fontos szereplőjévé válhat(ott volna), hozzájárulva a kontinentális szén-dioxid háttér eredetének tisztázásához. A fosszilis/biogén forrásanalízis kutatásához a radiokarbonos vizsgálatokat bevezették az ATOMKI aeroszolos kutatásainak programjába, mely jelentős hozzájárulással bírhat akár a „szmog riadó” helyzetek értelmezésében és helyes kezelésében is. Egyéves átfogó légköri aeroszol C-14 mérési sorozat született Debrecen belvárosában a 2010-2011 során gyűjtött havi átlagmintákból, párhuzamosan az ugyanitt végzett légköri CO2 radiokarbon mérésével. Hazánkban elsőként komplex radiokarbonos vizsgálatok indultak a GPC és AMS módszerek együttes alkalmazásával egy karsztos barlangi rendszer (Baradla-barlang) széndinamikájának feltérképezése és megértése érdekében. A rutinszerű, vagy kisebb-nagyobb módszerfejlesztéseket igénylő radiokarbon kormeghatározás és környezeti eredmények újabb és újabb hazai és nemzetközi kapcsolatokat, együttműködéseket nyitottak meg az elmúlt öt évben is. Az arizonai NSF 14C AMS Laborral együttműködve radiokarbonmérésekkel kimutatták, hogy az eddigi feltételezésekkel ellentétben a romániai Csomád-vulkán az utolsó 50 ezer évben nem egy, hanem két alkalommal is aktív volt: a korábbi mintegy 40 ezer éve, az utolsó kitörés kb. 27 ezer évvel ezelőtt következett be. Új jelentős koradatokkal járultak hozzá a Hódmezővásárhely-Gorzsa neolit tell-település, valamint a Badenkultúra leírásához. Palaoklimatolgiai vizsgálatokhoz végeztek radiokarbon korméréseket a mai Balaton környezetéből, illetve a Nagy Alföld üledékes rétegtani szelvényeiből. Vízkor adatokat adtunk a kárpát-medencei jégkorszak végének kutatásához, a felmelegedés nemesgázhőmérsékletes rekonstrukciója kapcsán. A közeljövő tervei főként arra irányulnak, hogy a 2011-ben megnyílt jelentős radiokarbon mérési kapacitást és egyedülálló AMS mérési lehetőségeket (pl. gázionforrás) jól kiaknázzák. Tervben van a bekapcsolódás biokémiai, biotechnológiai kutatásokba (a Debreceni Egyetemmel már beadott TÁMOP pályázaton keresztül is). Folyamatos próbálkozások folynak az orvosi biológiai radiokarbonos mérések elindítására az esetleges ipari partnerekkel folytatott tárgyalásokon keresztül. Az AMS gázionforrására alapozva világviszonylatban is kiemelkedő mérési lehetőség nyílna az aeroszolok összetétel-specifikus mérésére (OTKA vagy egyéb EU pályázatból). A hazai hatóságokkal elindul egy demonstrációs jellegű aeroszol mérési kampány a 2012-es évben (sajáterőből). Talajvizek oldott szervesanyag-tartalmának radiokarbon vizsgálatai is előtérbe kerül, föleg nukleáris hulladéktározók közelében. Feltett szándék a fosszilis/biogén eredet gyors tesztszerű mérési módszerének kidolgozása a hatóságokkal együttműködve: szilárd és folyékony üzemanyagok ellenőrzésére. Mindemellett alapvető cél egy már a nemzetközi porondon is jelentős súllyal jelen lévő új, magas színvonalú AMS 14C laboratórium létrehozása, működtetése. c) Nemesgáz- és stabilizotóp-geokémia, izotóp-hidrológia A Hertelendi Ede Környezetanalitikai Laboratórium a nemesgáz- és stabilizotóp-geokémia, illetve az izotóphidrológia területén számos módszerfejlesztéssel és a hozzájuk kapcsolódó kutatással is foglalkozik. Az utóbbi öt évben kifejlesztettük a vízben oldott nemesgázok koncentrációinak pontos mérését, sikeresen pontosítottuk a környezeti vízminták tríciumkoncentrációjának méréstechnikáját, továbbá gyümölcsözően hasznosítottuk ezeket a módszereket, illetve a meglévő stabilizotópos méréstechnikai lehetőségeinket. Az alábbiakban csoportosítjuk az elért eredményeket. Környezeti trícium: Környezeti vízminták a trícium leányelemének (3He) tömegspektrométeres mérésén alapuló nagyérzékenységű méréstechnikájának pontosítását a 4He-es izotóphígítás kifejlesztésével és használatával értük el. Ezáltal elimináltuk a korábban tapasztalt változó szisztematikus bizonytalanságunkat, továbbá olyan mérési pontosságot sikerült elérnünk, amely lehetővé tette, hogy egy nemzetközi összemérésen 76 jelentkező laboratórium közül csak egy mérte meg pontosabban a hat darab referenciamintát (20 TU alatt), mint mi.
5
A pontos trícium méréseket alkalmaztuk a több éve meglévő szerződéses munkáinknál, illetve kutatási témáinkban is. Ez utóbbi a paksi atomerőmű kéményéből áradó tríciumcsóva csapadékvíz általi kimosódásának kísérleti vizsgálata volt. Ezen kutatás során azt vizsgáltuk, hogy az erőmű által kibocsátott trícium a lehulló esővíz által milyen mértékben mosódik ki. Kimutattuk, hogy a 80 kBq/sec mennyiségben kiáramló trícium a felszínt elérő csapadékban csak 5 km távolságig mutatható ki. A témát támogatta a „Fuel Cycle Training Network” elnevezésű EURATOM projekt, amelynek fiatal kutatója Köllő Zoltán volt. A teljes támogatás 149 ezer euro volt, mely fedezte Köllő Zoltán két éves karlsruhei kutatói kiküldetését is. A kutatás eredményeit nemzetközi referált folyóiratban publikáltuk. Nemesgázhőmérséklet: 2007-ben sikeresen beüzemeltünk egy kriotechnikai csapdarendszert, amely segítségével a vízben oldott nemesgázok méréstechnikájának pontosságát a megfelelő szintre hoztuk. Elértük, hogy a vízben oldott nemesgázok koncentrációit 0,5-2,0 % pontossággal meg tudjuk határozni, amely alapján az oldódási hőmérsékletre 0,4-0,6 ºC bizonytalanságú becslést tudunk adni. A módszer első alkalmazása során azt vizsgáltuk, hogy a talajvízben hogyan alakul ki és milyen fizikai paraméterek befolyásolják a vízben oldott többletlevegő mennyiségét. Kimutattuk, hogy a talajvízszint hatására fellépő nyomásnövekedés beoldódásra kényszeríti a háromfázisú zónában a talajszemcsék között becsapdázódott talajgázokat. Kísérleti eredményeink összhangban vannak más, korábbi laboratóriumi kísérletekkel és modellszámításokkal. A vízben oldott nemesgázok koncentrációiból beszivárgási hőmérséklet számolható. Ezt használtuk ki a Dél-Alföldön található felső-pannon vízbázis vizsgálatánál, ahol a legutóbbi glaciális utáni klímaváltozás tanulmányoztuk a vizek nemesgáz- és radiokarbon-tartalma, stabiliztotóp-összetétele és kémiai összetétele alapján. Sikerült kimutatnunk, hogy a legutóbbi jégkorszak utáni felmelegedés elérte a 9,1±0,8 ºC dél-alföldi vizek nemesgáz-hőmérsékleteire és a radiokarbon-korukra alapozva. A vízben oldott nemesgázokra alapozott klímakutatást szeretnénk kiterjeszteni más, vízet tartalmazó geológiai lenyomatokra is. Ezért elkezdtünk egy módszerfejlesztést a cseppkövek folyadékzárványaiban lévő nemesgázok tömegspektrométeres mérése céljából. Kimutattuk, hogy mikroliternyi mennyiségű vízben oldott nemesgázokkal összhangban lévő levegőminták – mint kalibrációk – mérésének szórása kisebb, mint 2%, ami elvileg lehetővé teszi, hogy 1 mikroliter vízből is tudjunk oldódási hőmérsékleteket számolni. A módszer standarizálásaként rézkapillárisba zártunk laboratóriumi körülmények között levegővel egyensúlyi oldódásba hozott vizet. Ezen mikroliteres mennyiségű vízből történt nemesgázmérések során rájöttünk, hogy amikor a vizet a rézkapillárisba töltjük, speciális összetételű levegőeredetű többletet kapunk. Ennek kiküszöbölésére bevezettünk egy kapilláris előkezelési technikát, mely során a kapilláris először héliummal töltjük meg, ezáltal kizárjuk a levegőt. Így legtöbb esetben ± 2 ºC határon belül visszakapjuk a várt hőmérsékleteket. Izotóphidrológia: 2001 óta gyűjtjük a térségünkben lehullott csapadékvizet. A mintákat egyrészt trícium analízisnek vetjük alá, továbbá meghatározzuk a stabilizotóp-összetételüket (δ2H, δ 18O). Az utóbbi kilenc év 585 csapadékmintájának stabilizotóp-összetételének kiértékelésével összefüggéseket találtunk az éghajlati viszonyok és a csapadék stabilizotóp-összetétele között, majd pedig meghatároztuk a térségünkre vonatkozó lokális csapadékvonalat. Részt veszünk az IAEA Isotope Hydrology Laboratory által koordinált „Tritium-3He Dating and Noble Gas Techniques in Water Resources Management: Recharge, Infiltration Conditions and Groundwater Balance” elnevezésű nemzetközi projektben, melynek az a célja, hogy a trícium/3He kormeghatározás segítségével különböző földrajzi területeken vizsgálja a felszín alá történő maradó beszivárgás mennyiségét, illetve hogy erre milyen befolyással bír a klímaváltozás. A 2010-ben indult kutatás során mi egy közép-magyarországi területen vizsgáljuk a beszivárgási rátát. Geokémia: A répcelaki gáztelepre telepített gázkutakból vett főleg szén-dioxidos minták komplex elemzésével arra az eredményre jutottunk, hogy az üledéksor alatti záróréteg alatt található gázok
6
főképpen köpenyi eredetű CO2-ből állnak. Ahogy csökken a mélység, úgy egyre több olyan gáz található ehhez a köpenyi szén-dioxidhoz hozzákeveredve (elsősorban metán és nitrogén), amelyek az üledékben található szerves anyagból képződnek. Ehhez az energiát a geotermikus hő szolgáltatja. Tervek: Paleoklimatológiai kutatás folytatása a Román-Alföldön. Cseppkövek folyadékzárványainak további vizsgálata. A Hajnóczi-barlangból származó állócseppkő komplex vizsgálata. Trícium-mérések alfa-cellulózból, a bombacsúcs előtti tríciumszint felmérése. Vízben oldott nitrát és ammónia δ15N-mérésének további pontosítása. Műtrágya talajbeli terjedésének és haszonnövény általi felszívódásának vizsgálata stabilizotóppal nyomjelzett ammónium-nitráttal és kálium-kloriddal. Klórozott szénhidrogének biodegradációjának vizsgálata a szén izotópfrakcionációjának nyomon követésével (közös TÁMOP pályázatban a Debreceni Egyetemmel).
d) Radon a környezetben A természetes eredetű radonizotópoknak a természetes és épített környezetben való előfordulásának, térbeli és időbeli változásainak, valamint a jellemző transzportfolyamatinak a kutatását az 1980-as évek óta végzik Intézetünkben. A kutatások célja részben a radonnak, mint természetes nyomjelzőnek a segítségével a felszín alatti víz-, és gázföldtani áramlási viszonyoknak a kutatása, másrészt különféle mérési módszerek és eljárások fejlesztése a radonnal kapcsolatos káros egészségügyi hatások csökkentése érdekében. A 2007-2011-es időszakra eső legjelentősebb eredményeik az alábbiak: Szén-dioxid szárazfürdők (mofetták) létesítésében, fejlesztésében értek el eredményeket. A mátraderecskei szén-dioxid szárazfürdőben és környezetében végzett egyéves folyamatos helyszíni méréseik elemzése alapján felismerték, hogy a medencében a gyógygáz nemkívánatos viselkedését elsősorban a medencefal időszakos hőmérsékletinverziója, valamint a kültéri szél zavaró hatásai okozzák. Hőszigetelési és légtechnikai beavatkozásokat hajtottak végre, amelynek eredményeképpen 2007 végére a medence alkalmassá vált a rendeltetésszerű használatra. Gazdasági hasznosulásban érdekelt vállalkozások: Mofetta Kft, Mátraderecske. A parádfürdői Erzsébet Park Hotel udvarán (egy kb. 1 ha-s területen) a talajgáz szén-dioxid-tartalmának és a talajfelszínen való fluxusának feltérképezésével kijelölték egy szén-dioxid szárazfürdő gyógygázellátását szolgáló gáznyerő hely optimális helyét. Gázföldtani modellszámításaik alapján megtervezték a szén-dioxid-fürdő gyógygázellátását szolgáló gáznyerő helyet, melynek kivitelezése után 2011-től a parádfürdői mofetta is rendeltetésszerű üzemelésre alkalmassá vált. Hasznosulásban érdekelt: Erzsébet Park Hotel Kft., Parádfürdő. Elvégezték a két magyarországi és számos erdélyi mofetta részletes radonfelmérését részben nyomjelzőként használva a radont a mofettagázok áramlási és keveredési viszonyainak a megismerése, részben a szén-dioxid fürdők személyzetének a sugárvédelme céljából. Továbbfejlesztették és ipari raktárépületek esetében a gyakorlatban is alkalmazták az építési területek radonveszélyességének meghatározására szolgáló mérési eljárást. Módszert dolgoztak ki a radon gáz talajfelszíni fluxusának gyűjtőedényes módszerrel való pontosabb megmérésére. Borospincékben végzett folyamatos radonméréseik értékeléséből meghatározták a pincék klímája szempontjából alapvető jelentőségű természetes szellőzési sebességeket. Szintén a radonmérések alapján kimutatták, hogy egyes pincék és barlangok klímájának alakításában jelentős szerepe van a barometrikus pumpának, vagyis a barometrikus légnyomás változásai által a befoglaló kőzetből kipumpált gázoknak. Fölfedezték, hogy a CR-39 típusú maratottnyom-részecskedetektor érzékenysége lényegesen megnövekszik, ha a detektort maratás előtt forró vízben kezelik. A kezelés paramétereinek optimalizálásával új előhívási módszert dolgoztak ki, amelyet bevezettek a detektornak a radonkoncentráció mérésére való rutinszerű alkalmazásában is. 7
További terveik: Építési területek radonveszélyességének meghatározására szolgáló eljárás továbbfejlesztése, az eljárás költség-hatékonyságának növelése. Épületek, épülettípusok radonpotenciáljának meghatározására módszer kidolgozása. Építési területek és épülettípusok radonpotenciáljának meghatározására szolgáló eljárások kalibrálása lakásradon mérésekkel való statisztikai összehasonlítással. Települések, településrészek lakásradon-felmérési és radonpotenciál-térképezési metodikáinak optimalizálása költség-haszon elemzéssel. Reprezentatív felmérések végzése. e) Nukleáris létesítmények üzembiztonságának és környezeti hatásainak vizsgálata A nukleáris környezetvédelem, illetve a nukleáris létesítmények üzembiztonságát célzó mérések, módszerfejlesztések a 1990-es évektől egyre jelentősebb témává váltak az ATOMKI-ban. A Hertelendi Környezetanalitikai Laboratórium egyedi, célirányos módszerfejlesztéseivel és speciális infrastruktúrájával szolgálja a nukleáris környezetvédelmet, a hulladék elhelyezéssel kapcsolatos kutatásokat és fejlesztéseket. Jelentős módszertani és infrastrukturális fejlesztéseket végeztek a PAE üzemi primer és szekunder köri rendszereinek nukleáris diagnosztikai vizsgálataiban, folyamatos független ellenőrzésében, a normál üzem során és üzemzavari helyzetekben is. Módszereket dolgoztak ki a radioaktív hulladékok minősítése, a nehezen mérhető izotópjainak vizsgálata és a gáztermelődéssel járó kockázatok vizsgálata tárgykörében. Folyamatosan részt vesznek a Paksi Atomerőmű, a Püspökszilágyi Radioaktív Hulladéktároló és a Nemzetei Radioaktív Hulladék Temető bátaapáti telephelyének környezetellenőrzésében, levegő, biológiai és talajvíz vizsgálatokkal. A 2007-2011 évek legfontosabb eredményei: A hazai nukleáris környezetvédelemben használt ATOMKI fejlesztésű automatikus talajvízmintavevő berendezés átfogó radiokarbont is érintő tesztsorozaton esett át: hatásfoka, reprodukálhatósága és alkalmazhatósági korlátai megállapításra került. A paksi atomerőmű kéményéből áradó tríciumcsóva csapadékvíz általi kimosódásának kísérleti vizsgálata, modellszámítás. Módszerfejlesztés a Radioaktív Hulladékokat Kezelő Közhasznú Nonprofit Kft. Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolójában (Paks) elhelyezett üzemanyag-kazetták gáztömörségének és a tárolócsövek nyomgázelemzésének vizsgálatára. A fukushimai reaktorbalesetet követően Magyarország légterében a I-131, Cs-134 és Cs-137 aktivitáskoncentrációjának mérése, dózisjárulék-számítások. Módszerfejlesztés a Se-79 (nehezen mérhető izotóp) aktivitáskoncentrációjának meghatározására kis- és közepesen aktív folyékony-hulladék mintákban az ATOMKI Ciklotron Laboratóriumában termelt Se-75 nyomjelző segítségével. Kimutathatósági határ leszorítása 100 Bq/l alá a korábbi kb. 10000 Bq/l-ről. A Bátaapáti NRHT környezeti monitoring részeként végzett terepi (InSitu) gammaspektrometriás felmérések kiértékelésének fejlesztése. Új típusú, egyszerűsített folyadékszcintillációs méréstechnika kidolgozása lúgban oldott karbonátok C-14 mérésére, mely az atomerőművek és nukleáris hulladékkezelő létesítmények légnemű C-14 kibocsátásának mérését nagyban egyszerűsítheti. A Paksi Atomerőmű C-14 kibocsátásának vizsgálata a közeli fák évgyűrűiben, tízéves intervallumban (2000-2009). Tervek a nukleáris környezetvédelemben: a környezeti hulladéktárolók talajvízfigyelő kútjaiban az oldott szerves anyag radiokarbon tartalmának vizsgálata. A Paksi atomerőmű technológiai rendszereinek radiokarbon mérlegének feltérképezése, a kibocsátási útvonalak arányának kimérése. A Se-79 elválasztási módszerének további fejlesztése (kimutathatósági határ leszorítása
8
10 Bq/l alá), módszerfejlesztés a Pd-107 elválasztására Pd-103 nyomjelző (amelynek termelése az ATOMKI Ciklotron Laboratóriumában kifejlesztés alatt áll) segítségével. f) Egyéb környezetfizikai kutatások Az ATOMKI nukleáris és nyomelem analitikai módszereinek alkalmazási köre gyakran terjed ki a környezeti kutatásokra oly módon, hogy egy-egy újabb projekt, vagy ötlet megvalósításához használják a más alapkutatásokra telepített berendezéseket. Ezen a témájukat tekintve környezetfizikai alkalmazásokhoz sorolható kezdeti, illetve egyedi együttműködések, kutatások eredményeit foglalja össze az alábbi beszámoló. A magyarországi környezetkutatás egyik fontos területe a hazai erdőalakító tölgyfajok ökofiziológiai válaszreakcióinak vizsgálata, melyeket a környezet, különösen a klíma megváltozása indukál. Az ATOMKI munkatársai az 1980-as évek végétől vesznek részt ezekben a kutatásokban és a fő területük a fák nedváramlásának tanulmányozása. Az 1990-es évek elejéig az általuk kifejlesztett radioizotóp nyomjelzéses módszereket használták. Az 1990-es évek közepétől a termometriás módszerek továbbfejlesztése és alkalmazási lehetőségeik vizsgálata került előtérbe. A 2007-2011-es periódusban részt vettek a Debreceni Egyetem TEK TTK Növénytani Tanszék OTKA K-68397 számú és „Középhegységi zonális fafajok klímaérzékenységének ökofiziológiai vizsgálata, különös tekintettel a vízforgalmi sajátosságokra” című témájának kidolgozásában. Kifejlesztettek egy új terepi mérőrendszert, amellyel egyidejűleg akár 20 mérőponton akár 1 perces gyakorisággal is lehet mérni és regisztrálni a nedváramlás intenzitását. A rendszert a Nemzeti Kutatási Infrastruktúra részét képező Debreceni Egyetem Síkfőkút Project kutatási erdőterületén telepítették. Ezáltal jelentősen növekedett a terület stratégiai kutatási jelentősége a Nemzeti Kutatási Infrastruktúra Felmérés és Útiterv (NEKIFUT) Projekt keretén belül. Részt vettek Síkfőkút Project területén folyó komplex erdőökológiai vizsgálatokban, melyek szorosan kapcsolódnak az Európai Hosszú-távú Ökológiai Kutatási Hálózathoz (EU-LTER) is. A Debreceni Egyetem Növénytani Tanszék munkatársaival közösen a teljes vegetációs periódusokat lefedő folyamatos valamint „kampányszerű” komplex terepi in situ műszeres monitorozó méréseket végeztek. Nagyszámú mintavételezés is történt. A vizsgált ökofiziológiai jellegek és folyamatok a következők voltak: levélnövekedés, fotokémiai aktivitás, gázcsere, nedváramlás, radiális törzsnövekedés és törzs vízdeficit. Elsősorban a csertölgy (Quercus cerris) és a kocsánytalan tölgy (Quercus petraea) időjárási fluktuációkra adott ökofiziológiai válaszreakcióit tanulmányozták. Ugyanakkor számos vizsgálat történt a molyhos tölgy (Quercus pubescens), az erdélyi kocsánytalan tölgy (Quercus polycarpa) és az olasz molyhos tölgy (Quercus virgiliana) valamint e fajok és a kocsánytalan tölgy hibridjei esetén is. A nagyszámú mérési eredmény alapján összehasonlították a kontrasztos időjárású évek, és éven belül a száraz-csapadékos időszakok során kapott ökofiziológiai válaszreakciókat. A Q. petraea és a Q. cerris esetén eddig feltárt ökofiziológiai eltérések alapján arra lehet következtetni, hogy amennyiben az aszályos évek gyakorisága növekszik, akkor a klimatikus peremhelyzetű termőhelyeken a Q. petraea esetében megnövekedő mortalitás várható, megváltozik az állományok elegyessége és fokozatosan dominánssá válhat a Q. cerris. Az emberi egészségre gyakorolt negatív hatásuk valamint a Föld sugárzási egyensúlyának alakulásában játszott szerepük miatt a légköri aeroszol részecskék tulajdonságainak pontos, kvantitatív felmérése már nemcsak a kutatók számára fontos, hanem az egyes kormányok és hatóságok számára is (pl. EU 2008/50 direktíva vagy Horizon2020 program). Az Atomki IBA Csoportjában mintegy 25 éve rendszeresen végzünk nukleáris analitikai módszerekre alapozott aeroszol vizsgálatokat. Ez alatt az idő alatt létrehoztunk egy Európában is egyedülálló adatbázist, amely tartalmazza az aeroszol finom (PM2.5) és durva frakciójának koncentrációját és elemösszetételét. Ez alapján tanulmányozzuk a régióra jellemző aeroszol 9
mennyiségét, elemösszetételét, szezonális és hosszú távú változásait. Jelenleg a főbb kutatási irányok a városi aeroszol forrásainak jellemzése valamint az embert érő aeroszolterhelés vizsgálata. Legfontosabb eredmények (2007-2011): 1993-2010 közötti időszakra megállapítottuk a keletmagyarországi régióra jellemző légköri aeroszol összetételének és forrásainak hosszú távú tendenciáit és szezonális változásait. Órás feloldást adó mintavételi technika, nukleáris analitika, valamint egyedi szemcse analízis és statisztikai módszerek alkalmazásával meghatároztuk a városi aeroszol forrásait és azok szezonális, napi, napszaki változásait. Feltérképeztük a városi aeroszol forrásait, a rendkívüli emissziós eseményeket, és becslést adtunk az embert érő aeroszol terhelésre. Az eddig ismeretlen eredetű Cl tartalmú aeroszolnak 5 különböző forrását sikerült azonosítani. Nukleáris mikroszondán és pásztázó elektronmikroszkóppal végzett egyedi szemcse analízis segítségével meghatároztuk számos, a keletkezés (Szaharai homok) vagy egészség (nehézfémmel szennyezett munkahelyi aeroszol) szempontjából érdekes aeroszol részecske kémiai összetételét, eredetét és lehetséges keletkezési módját. Megkezdtük a szálló por szennyezettség felmérését munkahelyeken és iskolákban. Meghatároztuk tantermekben és különböző munkahelyeken a légköri aeroszol koncentrációját, elemi összetételét, méreteloszlását, és forrásait. Megállapítottuk, hogy a forgalmas utak mellett fekvő iskolákban és óvodákban minden esetben magasabb volt a szálló por koncentrációja a WHO által javasolt egészségügyi határértékeknél. A tantermek szálló por szennyezettsége több külső és benti forrástól eredt. Meghatároztuk az ATOMKI különböző munkahelyein a légköri aeroszol koncentrációját, összetételét forrásait, szezonális változásait, valamint megfigyeltük az ablakcsere hatását. Komplex felmérést végeztünk egy elektronikai alkatrészeket gyártó üzem csarnokában. Megállapítottuk, hogy a gyártási folyamatok jelentős mértékben járultak hozzá a beltéri levegő aeroszol szennyezettségéhez. Továbbfejlesztettük a sztochasztikus tüdőmodellt beteg (asztmás és emfizémás) tüdőre Analitikai technikák terén kifejlesztettünk egy olyan mérőrendszert a pásztázó nukleáris mikroszondán, amely lehetővé teszi egyedi aeroszol részecskék összetételének meghatározását a teljes elemtartománya akár szubmikrométeres szemcsék esetében is. A légköri aeroszolban lévő kén és klór kémiai állapotának meghatározására méréseket végeztünk hullámhossz diszperzív PIXE módszerrel. A fosszilis/biogén forrásanalízis kutatásához a radiokarbonos vizsgálatokat bevezették az ATOMKI aeroszolos kutatásainak programjába, mely jelentős hozzájárulással bírhat akár a szmogriadó helyzetek értelmezésében és helyes kezelésében is. Egyéves átfogó légköri aeroszol C-14 mérési sorozat született Debrecen belvárosában a 2010-2011 során gyűjtött havi átlagmintákból, párhuzamosan az ugyanitt végzett légköri CO2 radiokarbon mérésével. A DE-ATOMKI Közös Környezetfizikai Tanszékének munkatársai vizsgálták a 137Cs aktivitáskoncentrációjának eloszlását a szemcseméret függvényében a radiocéziumnak, mint a talajátrendeződés nyomjelzőjeként való használatához. Ennek vizsgálatához egy talajerózió vizsgálati projekt keretében egy magyarországi, mezőgazdasági művelés alatt álló dombsági területről vettünk talajmintát (10 cm mélység, kb. 5 kg száraz tömeg). A mintát több lépcsőben méret szerinti szeparációnak vetettük alá, a 137Cs aktivitáskoncentrációját gamma-spektrometriás módszerrel vizsgáltuk. Az eredmények azt mutatták, hogy a radiocézium nem csupán a legfinomabb frakcióban koncentrálódik, hanem szinte kizárólagosan csak az agyagszemcsékhez kötődik: az erózió szempontjából leginkább mobilizálható szemcseméret tartományban az aprózódási termékek és az agyagszemcsék tömegaránya nagyjából 1:1, míg a fajlagos 137Cs aktivitás aránya 1:10.
10
A Hertelendi Labor nagyérzékenységű, alacsonyhátterű gamma- és folyadékszcintillációs spektrométereinek környezetfizikai alkalmazása többek között a jégbarlangok jegében az 1960-as évekből származó trícium-atombomba csúcs megtalálására végzett mérések. Ilyen módon kimért időhorizontok alapján a vizsgált jégbarlangokba a jég fejlődésének dinamikája és annak változásai kutatható, akár a klímaváltozással összefüggésben is. Sikerrel alkalmaztak a módszert a romániai Porcika-jégbarlang padozati jegének képződésével kapcsolatos kutatásokban, valamint az ausztriai Saarhalle, Mammuthöhle-barlang jegének izotópanalitikai vizsgálataiban. Tervek: Tölgyek valamint hibrideik esetén a vízforgalmi, a növekedési és a szénallokációs folyamatok tanulmányozása a Debreceni Egyetem Síkfőkút Project területén végzett kísérletek során. A debreceni aeroszol adatbázis jelenleg ~ 60000 adatot tartalmaz, és folyamatosan bővül. Folyatjuk az adatbázis statisztikai feldolgozását, valamint kibővítjük trajektória számításokkal (HYSPLIT modell segítségével) a különböző forrásterületekről származó aeroszol jellemzőinek meghatározására. Vizsgáljuk a villamossín építkezés hatását a városi levegő szállópor szennyezettségére. Folytatjuk a beltéri aeroszol vizsgálatokat, a munkahelyek mellett lakókörnyezetben is. Annak ellenére, hogy az embert érő aeroszol-terhelés kb. 90%-a beltéri aeroszoltól származik, ez egy jelenleg kevésbé kutatott terület. Bevezetjük a személyi terhelés mérését is. A mintavételi technikáinkat bővíteni szeretnénk nagy idő és méretfeloldást lehetővé tevő, in-situ műszerekkel (ennek feltétele pályázatok elnyerése). Új analitikai módszereket tervezünk alkalmazni, elsősorban az aeroszol szén tartalmának jellemzésére valamint az elemek kémiai állapotának meghatározására. Az aeroszol kutatások kiegészítése összetétel specifikus radiokarbon és elemiszén/ szerves-szén aránymérésekkel, amik nagyban segítenék a forrásanalízist (OTKA és EU pályázati pénzekből). A jégbarlangok vizsgálatainak kiterjesztése radiokarbonmérésekre is. 3. SZÁMSZERŰ TUDOMÁNYMETRIAI EREDMÉNYEK (a 2. Melléklet szerint) Az adatok a Tudományos Tanács 2011 decemberében kiadott témaértékelési szempontrendszere alapján lettek összesítve. A hivatkozások közül csak a 2007-2011-ben megjelentek cikkekre vonatkozóak kerültek feltüntetésre. VII. Környezetfizika Altémák a) K-Ar kormeghatározás b) 14C kormeghatározás és környezet kutatás c) Nemesgáz- és stabilizotóp geokémia, izotóphidr. d) Radon a környezetben e) Nukleáris lét. üzembizt. és körny. hat. vizsg. f) Egyéb környezetfizikai kutatások Összesen:
SCI cikkek (ebből ATOMKI-s elsőszerzők) 2007 2008 2009 2010 2011 7 6 4 5 5 (0,0) (0,0) (1,0) (0,0) (0,0) 4,5 1,0 1,0 7,0 1,5 (2,5) (0,0) (0,0) (3,5) (0,0)
Impakt Hivatk. (ATOMKI) (ATOMKI)
40,587 (7,499) 27,047 (9,765) 14,727 (8,738)
2,0 (1,0) 0,0 (0,0)
1,0 (0,0) 1,0 (1,0)
0,0 (0,0) 0,0 (0,0)
1,0 (1,0) 0,0 (0,0)
3,2 (1,5)
1,0
2,044
(1,0)
(2,044)
1,5 (1,5) 1,0 (1,0) 16,0 (6,0)
0,0 (0,0) 1,0 (1,0) 10,0 (2,0)
1,0 (1,0) 4,0 (3,0) 10,0 (5,0)
3,0 (3,0) 4,0 (2,0) 20,0 (9,5)
0,8 (0,8) 5,0 (4,0) 16,5 (7,3)
7,087 (4,812) 22,707 (14,23) 114,199 (37,690)
11
57,0 (10,8) 4,0 (2,31) 15,0 (5,77) 2,0 (2,0) 1,0 (0,5) 14,0 (11,09) 93,0 (23,78)
4. RÁFORDÍTÁSOK (a 2. Melléklet szerint) Az adatok a Tudományos Tanács 2011. decemberében kiadott témaértékelési szempontrendszere alapján lettek összesítve. A felhasznált OTKA támogatások, egyéb források, és a külföldi együttműködésben eltöltött napok számát a Gazdasági Osztálytól pontosabban megtudhatja, a kutatók által közölt értékek közelítő becslések. VII. Környezetfizika Altémák a) K-Ar kormeghatározás
Résztvevő
FTE
(+PhD hallg.)
(+PhD hallg.)
2 (+0)
7,5 (+0) 9,1 (+2,6) 10,0 (+4,6) 5,0 (+3,0) 11,0 (+2,1)
14
b) C kormeghatározás és környezet kutatás c) Nemesgáz- és stabilizotóp-geokémia, izotóphidr. d) Radon a környezetben e) Nukleáris lét. üzembizt. és körny. hat. vizsg.
3 (+1) 4 (+2) 1 (+1) 5 (+1)
OTKA
Egyéb források
Együttműködések
15 930
NA
NA
31 500
10 000
10(350*)
1 000
49 500
20(550**)
0
5 000
5 (40)
0
150 000
5(10)
10 13,3 17 551 3 250 10 (60) (+2) (+6,0) 27 61,9 Összesen 65 982 217 750 50 (910) (+7) (+18,3) *: 1 fő kutató OTKA Mobilitás (MB08-A) ösztöndíjjal 9 hónapot, majd svájci Sciex ösztöndíjjal további 6 hónapot töltött az ETHZ (Zürich, Svájc) kutatóintézetben a kifejlesztendő AMS berendezés építésénél. **: Fuel Cycle Training Network (EURAMTOM): támogatásával 1 fő kutató 2 évet töltött Karlsruhe Institute of Techology-ban, (Karlsruhe, Németország) f) Egyéb környezetfizikai kutatások
5. SZEMÉLYI KÉRDÉSEK Az utánpótlás neveléssel kapcsolatos adatok a 2007-2011 időszakra az alábbi táblázatban lettek összefoglalva. VII. Környezetfizika DiplomaAltémák munkás/TDK NA a) K-Ar kormeghatározás 4 b) 14C kormeghatározás és környezet kutatás 4 c) Nemesgáz- és stabilizotóp-geokémia, izotóphidr. 1 d) Radon a környezetben 1 e) Nukleáris lét. üzembizt. és körny. hat. vizsg. 11 f) Egyéb környezetfizikai kutatások 21 Összesen
PhD hallgató (2 konzulens)
1 1 1 2 4 9 (+2)
6. OKTATÁS Előadások és laboratóriumi gyakorlatok tartása a Debreceni Egyetemen: - Pregraduális képzésben: 17 kurzusban A légkör fizikai analitikája (TFME0422) Fejezetek az élettelen környezet fizikájából (T-F1715-K3) Fizika laboratórium (TFML0501)
12
Utánpótlás helyzete nincs van van nincs van részben részben
Fizikai módszerek a környezetanalitikában (T_F1592-K4) K/Ar kormeghatározás (T_F2532-K1) Környezetanalitika fizika 1. (T_F1591, TFBL2501) Környezetfizika (F2112, T_F1715) Környezetfizika 3. elmélet (TFME0421) Környezetfizika 3. gyakorlat (TFME0421) Környezeti vizminták tricium koncentrációjának mérése T-3He (T_F2563-K1) Légkörfizika (T_FME0422) Légköri aeroszol mintavétele és analízise PIXE módszerrel, labor (T_F2553-K1) Radiokarbon kormeghatározás (T_F2529-K1) Stabilis izotópok arányának mérése (T_F2530-K1) Sugárvédelem és dozimetria (TFBE2503, T_F2418-K3) Távérzékelés fizikája (TFME0423) - Fizika Doktori Iskolában: 5 kurzus Analitikai módszerek a környezetkutatásban (PhD kurzus - labor) (PF4/32b-93) Atomi és nukleáris mikroanalitika (PhD kurzus - labor) (PF4/31b-93) Nukleáris környezetvédelem (T_PF4/37-09); Légkör és klíma (T_PF4/39-09-K2) Radioaktív kormeghatározás (T_PF4/38-09 -K2) Debreceni Egyetemen különböző a Környezetfizikához kötődő Doktori Iskolák tagjai: 4 fő Felvételi- és Záróvizsga bizottsági tagság a Debreceni Egyetemen a Környezettan BSc, Környezettan tanár és Környezettudomány szakirányokon: 2 fő. Különböző témában rendszeres meghívott vendégelőadás különböző előadássorozatokban a hazai egyetemek tanszékein. 7. EGYÉB EREDMÉNYEK A Hertelendi Ede Környezetanalitikai Laboratórium, a K-Ar Labor és a Radon laboratórium is jelentős mértékben külső mérési szolgáltatásokból tartja fenn a mérési infrastruktúráját és személyzetét. Ezen munkák ellátása nagyban tehermentesíti a központi költségvetést, és lehetővé teszi a magas színvonalú eszközpark fenntartható üzemeltetését. Ezzel egyidejűleg viszont nyilvánvalóan leköti a szabad kutatói kapacitás egy részét is. Ez egy olyan kompromisszum, amit a hazainál jóval fejlettebb államok hasonló kutatóintézeteiben is meg szoktak hozni, a hasonló jellegű alkalmazott kutatási infrastruktúrák fenntartható (személyi és eszközpark) üzemeltetése érdekében.
13
