放射性物質広域海洋拡散モデルの開発とコード化

The Development of model and computer program for radioactivity diffusion in global ocean

中野 政尚 ; 渡辺 均; 圓尾 好宏

not registered; not registered; Maruo, Yoshihiro

海洋に放出された液体放射性廃棄物の長期的環境影響を評価するため、広域海洋拡散モデルの構築とコード化を行った。本研究では、全球の海洋流速場の導出方法に始まり、粒子追跡手法による流動拡散評価、核実験降下物の拡散シミュレーションによるコードの検証等について検討した。診断モデルによって得られた全球流速場は現実海洋を十分に再現できており、拡散方程式とランダムウォーク法による拡散評価結果は同等であることを確認した。また、診断モデルによって得られた全球流速場とランダムウォーク法を組み合わせて、1960年代を中心に行われた大気圏核実験による放射性降下物の海洋拡散シミュレーションを行ったところ、137Cs及び90Srでは海水中濃度の観測値とよくあうものの、スキャベンジングによって海底に降下していく239,240Puに関しては、再現できなかった。このことから、Puスキャベンジングモデルの作成を行い、本コードに付加する必要性が明らかになった。一方、水平及び鉛直拡散係数を変化させ、核実験降下物の拡散シミュレーションを行うことにより、最適な拡散係数の設定を行うことができた。

To evaluate the long-term environmental effect from the liquid radioactive effluent discharged to the ocean, the radioactivity diffusion model in global ocean and its computer program have been developed. This study consists of the method for the calculation of the velocity field for global ocean, movement and diffusion by particle chasing method, and the model validation by the simulation for the radioactive fallout from the atmospheric nuclear tests. The velocity field obtained by the diagnostic model represented real ocean very well. And it was confirmed that the result of the diffusion by random walk method was equal to that by the diffusion equation. Combined the current field obtained by the diagnosis model and random walk method, the simulation for the radioactive fallout from the atmospheric nuclear tests was carried out. As for Cs and Sr, the calculated value was agreed with the observed value. But as for Pu, the calculated value was not agreed because of the scavenging process. This result implied the necessity for adding Pu scavenging model to this diffusion code. The other side, the appropriate horizontal and vertical diffusion coefficients can be set up by the simulation with changing these coefficients.