Моделювання накопичення радіоактивного ⁹⁰Sr у морських організмах

Abstract

Камерна модель Poseidon була застосована до північно-західної частини Тихого океану для оцінки забруднення морських організмів радіоактивним ⁹⁰Sr, що потрапив у морське середовище в результаті аварії на АЕС Фукусіма 11 березня 2011 року. При оцінці впливу витоку радіонукліду було порівняно значення активності у воді, донних відкладеннях і морських організмах з відповідними фоновими значеннями, які сформувалися в регіоні протягом минулого століття в результаті випробувань атомної зброї. Динамічна модель переносу радіонуклідів по ланцюжку живлення, що включає фітопланктон, зоопланктон, нехижу та хижу рибу, молюски, ракоподібні і водорості, була використана для розрахунку концентрації ⁹⁰Sr у морських організмах. Розроблений новий підхід до моделювання накопичення радіонуклідів у рибі, який враховує внески різних тканин у загальну концентрацію. Показано, що при розрахунку накопичення ⁹⁰Sr потрібно розглядати дві основні тканини риби: кістки і м’язи. Результати моделювання показали добре співпадіння з вимірами в області розміром 4х4 км навколо АЕС Фукусіма для концентрації ⁹⁰Sr у воді, донних відкладеннях і хижій рибі при величині витоку на рівні 4% від витоку ¹³⁷Cs.

Камерная модель Poseidon была применена к северо-западной части Тихого океана для оценки загрязнения морских организмов радиоактивним ⁹⁰Sr, попавшим в морскую среду в результате аварии на АЭС Фукусима 11 марта 2011 года. При оценке влияния вытока радионуклида были сравнены значения активности в воде, донных отложениях и морских организмах с соответствующими фоновыми значениями, которые сформировались в регионе на протяжении прошлого века в результате испытаний ядерного оружия. Динамическая модель переноса радионуклидов по цепочке питания, включающая фитопланктон, зоопланктон, нехищную и хищную рыбу, моллюски, ракообразные и водоросли, была использована для расчета концентрации ⁹⁰Sr в морских организмах. Разработан новый подход к моделированию накопления радионуклидов в рыбе, который учитывает вклад разных тканей в общую концентрацию. Показано, что при расчете накопления ⁹⁰Sr нужно рассматривать две основные ткани рыбы: кости и мышцы. Результаты моделирования показали хорошее совпадение с измерениями в области размером 4х4 км вокруг АЭС Фукусима для концентрации ⁹⁰Sr в воде, донных отложениях и хищной рыбе при величине вытока на уровне 4% от вытока ¹³⁷Cs.

The box model Poseidon was applied to the Northwestern Pacific to estimate the contamination of marine organisms by radioactive ⁹⁰Sr, which enters the marine environment due to the Fukushima Dai-ichi nuclear accident on the 11th of March 2011. The estimation of the impact of discharged radionuclide was done for activity concentration in the water, bottom sediments and marine organisms in comparison with background values, which were formed in the region during past century as a result of nuclear weap-on tests. A dynamical model for transfer of radionuclides through the food-chain that includes phytoplank-ton, zooplankton, non-piscivorous (forage) and piscivorous (predatory) fish, mollusks, crustaceans and macro-algae was used for calculation of ⁹⁰Sr concentration in marine organisms. A new approach for prediction of radionuclide accumulation in fish taking into account the contribution of different tissues in the total concentration was developed. It is shown that two tissues: bone and flesh, are the most important when accumulation of ⁹⁰Sr in fish is considered. Results of the simulations for water, bottom sediments and piscivorous fish are in good agreement with measurements in the area 4x4 km around Fukushima Dai-ichi NPP in the case when the discharge of ⁹⁰Sr equal to 4% from the ¹³⁷Cs discharge.