Development of An Environmental Decision Support System for Radio-Ecologically Sensitive Areas in Kuwait. Phase I: Experimental Studies, Modelling, and Development of a Database for Radioecology

لقد أدركت الدولة الفوائد المحتملة لاستخدام الطاقة النووية وتطبيقاتها إلى جانب المخاطر المرتبطة مع تبني هذه التقنيات والتطورات الإقليمية في استخدام الطاقة النووية. ولتقدير تلك المخاطر استوجب إنشاء نظاماً بيئياً لدعم متخذ القرار في الدولة. إن الهدف الرئيس من النظام هو مساعدة صانعي السياسات في اتخاذ القرار في حالات الطوارئ الاشعاعية أو النووية. لقد تم تمويل المشروع من قبل مؤسسة الكويت للتقدم العلمي وفق العقد (P215-44SP-02) ومعهد الكويت للأبحاث العلمية. واشتمل المشروع على ثماني مهام تم انجازها في غضون 36 شهرا. يعرض التقرير النهائي المهام والفعاليات المنجزة في الفترة من سبتمبر 2017 ولغاية ديسمبر 2019 آخذين بعين الاعتبار ملاحظات وتوصيات المحكمين التي طرحت خلال تنفيذ مهام المشروع للسنة الأولى والثانية. تركز العمل على القسم التجريبي فيما يخص هجرة النظائر المشعة (السيزيوم والسترونسيوم والباريوم) وانتقالها من التربة الى النبات حيث طبقت بنجاح. تم جمع نوعين من التربة النباتية من الأراضي الزراعية في مزارع الوفرة والعبدلي ، بالإضافة إلى نوعين من التربة تم جمعهما من المناطق الرعوية في كبد واللياح. تم الحصول على النتائج الرئيسة لعوامل الانتقال من التربة إلى النبات (TF) لمحاصيل الخضروات الورقية وغير الورقية والمحاصيل الجذرية والأعلاف لأكثر الأنواع النباتية شيوعًا في الكويت. كانت عوامل الانتقال من التربة إلى النبات المشتقة تجريبياً بالنسبة للسترونسيوم هي الأعلى من حيث الترتيب: الخضروات الورقية> المحاصيل الجذرية> الخضروات غير الورقية بنسبة 3 - 7 مرات. بينما كان ترتيب عوامل الانتقال بالنسبة للباريوم هي كما في السابق ولكن أعلى بمرة واحدة. أما بالنسبة للسيزيوم فكانت عوامل الانتقال منخفضة في جميع أصناف النباتات وتراوحت ما بين 0.13 و0.17. بالإضافة إلى ذلك، تم تقدير متوسط معدلات هجرة النويدات المشعة المختارة في التربة. استعملت مخرجات التجارب العميلة لنمذجة قيم مكافئ الجرعة الفعالة المقترفة (CEDE) من خلال مسارات تناول الأغذية (مثل الخضروات واللحوم والحليب) باستخدام البرنامج RESRAD. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء قياسات لمستويات الإشعاع لبعض مكونات سلسلة الغذاء ذات الصلة. إلى جانب ذلك أيضا، تم إنشاء قاعدة بيانات إشعاعية تحتوي تقريبا على حوالي 500 سجل لعوامل الانتقال في المناطق المناخية المختلفة. بينت المعلومات التفصيلية التي تم الحصول عليها لـ CEDE والمخاطر المرتبطة بها في حالة أسوأ السيناريوهات لإطلاق المواد المشعة في البيئة بأن الجرعة الناتجة عن استهلاك المواد الغذائية الملوثة للجمهور ليست ذات أهمية. إن توفير مثل هذه البيانات سوف يكمل المعلومات غير المتوفرة والتي يحتاجها برنامج دعم متخذ القرار لإدارة الأزمات (CDS) في المعهد في حالة حدوث طارئ نووي / إشعاعي حيث أن المعهد هو عضو ممثل في خطة الطوارئ الوطنية. تم اقتراح اعتماد المتغيرات التجريبية التي تم الحصول عليها في هذا المشروع من قبل دول الخليج بدلاً من المتغيرات المتوفرة العامة عند استعمال برامج حساب الجرعات الاشعاعية.

Kuwait recognizes the potential benefits of nuclear energy and its application. It recognizes the risk related to embracing these technologies and the regional developments in utilizing nuclear power. As such, a radioecological environmental decision support system (EDSS) for Kuwait has to be established. The ultimate goal is for the system to be used as a decision support tool for policymakers in case of a nuclear and radiological emergency. This final report presents the outputs of the tasks and activities carried out during the period from September 2017 to December 2019 taking into consideration the reviewers’ comments and recommendations raised during the first and second-year project’s execution. A technical approach to design and execute experiments was developed and successfully executed to generate time-dependence leaching and uptake of selected radionuclides (that is, cesium, strontium, and barium) for site-specific in Kuwait. Two types of vegetated soil were collected from the agricultural land in Wafra and Abdaly farms, in addition to two soil types collected from the rangeland areas of Kabd and Liyah. The major outcomes of the soil-to-plant transfer factors (TF) have been obtained for the leafy, non-leafy vegetables, root, and fodder crops of the most common plant species in Kuwait. The experimentally derived soil-to-plant TF of Strontium were the highest in the order: leafy vegetables > root crops > non-leafy vegetables by 3–7 orders of magnitude. While the highest Barium TF was found in the same order but by about an order magnitude. However, the Cesium TF was found approximately with a very low-level range in all plant groups (from 0.13 to 0.17). In addition, the average migration rates of the selected radionuclides in soil were estimated. The outcomes of these experiments were used to model the committed effective dose equivalent (CEDE) values through the ingestion pathways of dietary food (that is,, vegetables, meat and milk) using the RESRAD modeling code. In addition to that, measurements of background radiation levels in relevant food chain elements have been carried out. Alongside, radiological database with about 500 records of the transfer factors in different climatological regions has been created. It was found according to the detailed information generated on the CEDE, and the associated risk in case of severing radioactive release scenarios that the ingestion dose of the public is insignificant. Providing such data will supplement the missing information needed by KISR’s Crises Decision Support (CDS) Program in case of nuclear/radiological emergency occurred, since KISR is one of the stakeholders of the national emergency plan. It was recommended to adopt the derived parameters for site-specific in the Gulf countries instead of the available generic parameters whenever the dose calculation codes are used.