Development of a non-conservative radionuclides dispersion model in the ocean and its application to surface cesium-137 dispersion in the Irish Sea

海洋における非保存性放射性物質拡散モデルの開発とアイリッシュ海における表層Csの拡散計算への適用

小林 卓也 ; 乙坂 重嘉  ; 外川 織彦 ; 林 圭佐

Kobayashi, Takuya; Otosaka, Shigeyoshi; Togawa, Orihiko; Hayashi, Keisuke

浅海域における非保存性放射性物質の移行挙動を評価するために、海水循環モデルPOMとランダムウォークモデルSEA-GEARNから構成される数値シミュレーションシステムを開発した。海洋中に存在する放射性物質は3種類の相(海水溶存相,懸濁物質吸着相,海底土吸着相)に存在するものとしてモデル化した。溶存相と懸濁相間の吸脱着プロセスは統計的手法を用いて求められる力学的輸送係数を用いて解く。浮遊粒子の堆積過程及び海底土の再浮遊過程も考慮した。本システムを英国セラフィールドのBNFL核燃料再処理施設から実際に放出されたCsの長期拡散計算に適用した。計算結果はアイリッシュ海における溶存Csの主な移行パターンをよく再現した。

A numerical simulation model system that consists of an ocean current model, Princeton Ocean Model (POM), and a particle random-walk model, SEA-GEARN, has been developed to describe the non-conservative radionuclide migration behavior in a shallow water region. Radionuclides that exist in the ocean are modeled in three phases, such as dissolved in seawater, adsorbed with suspended solids and adsorbed with active bottom sediment. The adsorption and desorption processes between the dissolved and solid phases are solved with the kinetic transfer coefficients by the stochastic method. Deposition of suspended solids and resuspension of bottom sediment are also considered. The system has been applied to simulate the long-term dispersion of Cs actually released from the BNFL spent nuclear fuel reprocessing plant at Sellafield in UK. The calculation well reproduces the main characteristic of migration of dissolved Cs concentration in the Irish Sea.