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Simulation of concentrations of anthropogenic radionuclides in the Japan Sea

日本海における人工放射性核種濃度の数値シミュレーション

川村 英之; 伊藤 集通; 小林 卓也; 乙坂 重嘉; 広瀬 直毅*; 外川 織彦

Kawamura, Hideyuki; Ito, Toshimichi; Kobayashi, Takuya; Otosaka, Shigeyoshi; Hirose, Naoki*; Togawa, Orihiko

日本原子力研究開発機構は、1997年から2002年の間に日本海海洋調査を実施して、日本海における人工放射性核種濃度の分布を明らかにした。本研究の目的は、海洋大循環モデルを使用して数値実験を行い、日本海海洋調査で得られたさまざまな知見を確証することである。数値実験は、大気中核実験が主な起源である大気降下量を海面の境界条件とし、東シナ海の平均表層濃度を対馬海峡からの流入境界条件とした。モデル結果は、$$^{90}$$Srと$$^{137}$$Csの濃度に関して、観測結果とよく一致した。表層における$$^{90}$$Srと$$^{137}$$Csの濃度は、それぞれ1.0$$sim$$1.5Bq/m$$^{3}$$と2.0$$sim$$2.5Bq/m$$^{3}$$であり、表層から深層にかけてこれらの濃度は指数関数的に減少する。また、日本海全域における$$^{90}$$Srと$$^{137}$$Csの全存在量は、それぞれ1.34PBq(1PBq=10$$^{15}$$Bq)と2.02PBqとなり、日本海海洋調査で得られた観測データによる見積もりとよく一致した。さらに、1945年から2000年における全存在量を計算して、1964年に$$^{90}$$Srは4.86PBq、$$^{137}$$Csは7.33PBqの最大値を示すことがわかった。

This study aims to demonstrate many findings in the Japan Sea expeditions by Japan Atomic Energy Agency between 1997 and 2002 making use of an ocean general circulation model. A numerical experiment is performed between 1945 and 2000 with deposition at the sea surface by global fallout as main source of anthropogenic radionuclides. The concentrations of $$^{90}$$Sr and $$^{137}$$Cs in the surface layer are approximately in the range of 1.0-1.5 Bq/m$$^{3}$$ and 2.0-2.5 Bq/m$$^{3}$$ and they exponentially decrease with depth from the sea surface to the sea bottom. Total amounts of $$^{90}$$Sr and $$^{137}$$Cs in the seawater of the Japan Sea are estimated to be about 1.34 PBq (1 PBq = 10$$^{15}$$ Bq) and 2.02 PBq in the numerical experiment, which demonstrates observational estimations in the Japan Sea expeditions. Time series of the total amounts show that they attain the maximums of 4.86 PBq for $$^{90}$$Sr and 7.33 PBq for $$^{137}$$Cs in 1964.

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