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http://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1004/83| Movilidad de los isótopos del Uranio con un enfoque basado en la hidrogeología y la hidrogeoquímica de San Marcos | |
| JUAN CARLOS BURILLO MONTUFAR | |
| MARIA ELENA MONTERO CABRERA IGNACIO ALFONSO REYES CORTÉS | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| El presente estudio tiene como objetivo explicar los procesos, ambiente y
transporte de los isótopos de la cadena de desintegración radiactiva del uranio en
el agua vadosa y subterránea de la zona semi-árida de San Marcos, con un
enfoque basado en la hidrogeoquímica y el desequilibrio radiactivo, para valorar su
potencialidad como análogo natural de confinamiento de desechos radiactivos de
alto nivel. Se ha seleccionado la cuenca de San Marcos por sus condiciones
hidrogeológicas que consisten de una cuenca de tipo exorréica, cuya descarga es
el Río San Marcos y donde el agua subterránea avanza a través de la zona
vadosa y emerge como agua superficial formando pequeños cuerpos de agua. Se
realizaron mediciones de pH, Eh, química del agua, etc, en aguas superficiales,
vadosas y subterráneas con los muestreos estacionales sistemáticos, así como las
concentraciones de actividad de los isótopos de uranio 234U y 238U, 226Ra y 222Rn
para obtener las relaciones de actividad y relacionarlos con los mecanismos de
migración en la zona. Se identifican las semejanzas entre Peña Blanca y San
Marcos, desde el punto de vista hidrológico y radiactivo. Se determinó el orden de
magnitud de los parámetros de transporte en el área, con base a los modelos de
relaciones isotópicas para estos isótopos. También se realizaron mediciones para
determinar la velocidad del agua en la zona saturada y no saturada, y así
determinar las velocidades de disolución y retroceso alfa en San Marcos para
compararlos con las del Nopal. La velocidad del agua subsuperficial promedio es
<v>= 2.50 m/día = 912 m/año. La velocidad del flujo de agua subterránea
promedio <v>= 28 m/año. Esta velocidad del flujo de agua subterránea es
comparable al valor aproximado de 10 m/año de Nopal I. Los valores medidos de
Eh, entre 200 y 290 mV, sugieren que, al menos después del bombeo, el agua
está oxidada. La temperatura medida en campo refleja la estación del año,
mostrando un rango de temperatura de 15 a 38ºC. Los valores de pH medidos en
campo están entre 6.5 y 9.3. Los SDT del agua superficial y subterránea están en
el rango de 50-600 mg/L. Los SDT aumentan por disolución de minerales del suelo
y las rocas con los que el agua entra en contacto. Los valores más altos de SDT
están reportados en aguas en contacto con minerales solubles o en aguas
profundas que han alcanzado niveles de equilibrio por largos periodos de tiempo.
Los diagramas Piper resultantes de los análisis de calidad de agua muestran que no hay gran variabilidad entre facies y temporadas. Puede decirse que el agua del acuífero es bicarbonatada con ligeras variaciones de calcio, sodio y magnesio. Todas las gráficas muestran un rango de concentración de uranio en pozos de entre 2 y 7 µg/L que corresponden a un rango de concentración de bicarbonatos (HCO3 - ) de entre 60 y 200 mg/L. En condiciones ambientales el uranio esta disuelto como uraninita o amorfo, lo que permite su movilidad en el acuífero. En la sección de los yacimientos y el manantial no se forma uranofano; en la sección de pozos profundos se forma uranofano, cada vez más mientras más uraninita (UO2) y sílice (SiO2) exista. De acuerdo con los diagramas de especiación el uranilo en pozos profundos se halla disuelto en el agua en forma de complejos carbonatados. Los resultados del presente trabajo en San Marcos de concentración de uranio en el agua de la zona saturada están entre 1.0 y 7.2 μgL-1 . El contenido de uranio en la zona saturada (ZS) es mayor que en la zona no saturada (ZN). Este fenómeno puede explicarse por medio de la velocidad promedio del flujo de agua en la zona no saturada (UZ), que es más de 20 veces mayor que en la zona saturada (SZ). Puede observarse que la mayoría de los valores de la relación de actividad 234U/238U están en el rango de entre 1 y 8. Los valores estimados de liberación de 234U por retroceso alfa van de 21.9 a 43.8 dpm L-1 año-1 y la rapidez de disolución del uranio tiene un intervalo desde 99 hasta 199 dpm L-1 año-1 . Los valores de Pd238 en la zona no saturada (ZN) son aproximadamente 500 veces mayores que en la zona saturada (SZ). Otros resultados permiten la comparación del ambiente de San Marcos con la descripción del depósito de uranio Nopal 1. Los factores de retraso en el área de San Marcos son Rf238 ≈ 250-14000 para la ZN y ≈ 110-1100 para la SZ. Estos valores son cercanos a los reportados en el depósito Nopal 1. Se obtuvieron valores de retraso para el 226Ra de ≈ 190 - 610 para la SZ y hasta 1100 para la UZ . Teniendo en cuenta las aproximaciones hechas aquí, los valores de San Marcos deberían considerarse como valores límites superiores para factores de retraso de radio. Se aplicó el programa Geochemist Workbench (GWB), que confirma cuantitativamente el modelo conceptual hidrogeoquímico del transporte del uranio en San Marcos-Sacramento. Las relaciones de actividad isotópicas 234U/238U medidas en el área de San Marcos son cercanas a las del depósito uranífero Nopal 1. Los valores de velocidad de retroceso Pr y disolución Pd en la zona no saturada son del mismo orden de magnitud en San Marcos que los determinados atrás del socavón en el depósito Nopal 1 en Peña Blanca. Los valores modelados obtenidos para velocidades de disolución de 238U y los factores de retraso para el transporte de 238U y 226Ra son del mismo orden de magnitud que aquellos reportados para el depósito de uranio Nopal 1 en Peña Blanca. Como promedio, el transporte de uranio es 100 a 1000 veces más lento que la velocidad del flujo de agua. Todos los resultados reportados aquí sugieren que el transporte de los isótopos de la serie del uranio en el área de San Marcos concuerdan, en orden de magnitud, con los valores reportados en el Nopal 1 en Peña Blanca, y que estos pueden ser considerados como una buena evaluación del transporte de radiactividad en ambientes áridos, como el sitio Yucca Mountain proyectado para repositorio de desechos nucleares. | |
| 2012 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Ciencia y Tecnología Ambiental |
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