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Validity of the source term for the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station accident estimated using local-scale atmospheric dispersion simulations to reproduce the large-scale atmospheric dispersion of $$^{137}$$Cs

福島第一原子力発電所事故の$$^{137}$$Csの大規模大気拡散に対する、局所大気拡散シミュレーションによって推定された$$^{137}$$Csのソースタームの妥当性

門脇 正尚  ; 古野 朗子 ; 永井 晴康 ; 川村 英之 ; 寺田 宏明  ; 都築 克紀 ; El-Asaad. H.

Kadowaki, Masanao; Furuno, Akiko; Nagai, Haruyasu; Kawamura, Hideyuki; Terada, Hiroaki; Tsuzuki, Katsunori; El-Asaad. H.

本研究では、局所規模の大気拡散シミュレーションと観測から推定した福島第一原子力発電所(1F)事故の$$^{137}$$Csのソースタームの、大規模の大気拡散に対する妥当性を確認することを目的として、大気拡散データベースシステムWSPEEDI-DBを用いた半球スケールの大気拡散シミュレーションと海洋拡散モデルSEA-GEARN-FDMを用いた海洋拡散シミュレーションを実施した。大気拡散シミュレーションの結果は、観測値の$$^{137}$$Csの大気中濃度を一部過大評価したものの、全体として観測値を良好に再現した。また、海洋拡散シミュレーション結果は、北太平洋で観測された$$^{137}$$Csの海水中濃度を過小評価した。本研究では、大気拡散シミュレーションから得られた$$^{137}$$Cs沈着量を海洋拡散シミュレーションで用いており、$$^{137}$$Csの海水中濃度の過小評価は海洋へ沈着した$$^{137}$$Csが少なかったことが原因だと示された。大気拡散シミュレーションに用いた降水の再現性を向上させることで、$$^{137}$$Csの大気中濃度の過大評価と海水中濃度の過小評価をそれぞれ改善することができると考えられ、本研究で検証されたソースタームは、1F事故による$$^{137}$$Csの局所規模の大気拡散シミュレーションと大規模の大気拡散シミュレーションの両方で有効であることが示された。

The source term of $$^{137}$$Cs for the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS) accident was estimated from the results of local-scale atmospheric dispersion simulations and measurements. To confirm the source term's validity for reproducing the large-scale atmospheric dispersion of $$^{137}$$Cs, this study conducted hemispheric-scale atmospheric and oceanic dispersion simulations. In the dispersion simulations, the atmospheric-dispersion database system Worldwide version of System for Prediction of Environmental Emergency Dose Information (WSPEEDI)-DB and oceanic dispersion model SEA-GEARN-FDM were used. Compared with the air concentrations of $$^{137}$$Cs measured by the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization, overall, the WSPEEDI-DB simulation reproduced the measurements with some overestimation. Furthermore, the deposition amounts of $$^{137}$$Cs was investigated using concentrations of $$^{137}$$Cs in seawater. The simulated seawater concentrations of $$^{137}$$Cs were underestimated regionally in the North Pacific. The overestimation and underestimation could be improved without contradiction between the air and seawater concentrations of $$^{137}$$Cs using more realistic precipitation in atmospheric dispersion simulations. This shows that the source term validated in this study could reproduce the spatiotemporal distribution of $$^{137}$$Cs because of the FDNPS accident in both local and large-scale atmospheric dispersion simulations.

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