Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu xác nhận hệ số chuyển đổi liều tương đương môi trường cho radiocaesium phân bố trong đất: những bài học từ tai nạn Nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi
Tóm tắt
Hệ số chuyển đổi liều tương đương môi trường (ADCRCs) dùng để chuyển đổi lượng radiocaesium tồn tại sang tỷ lệ liều tương đương môi trường (tỷ lệ liều không khí) phụ thuộc vào phân bố dọc của radiocaesium trong đất. Để đánh giá tính hợp lệ của ADCRCs, tỷ lệ liều không khí ở độ cao 1 m trên mặt đất và phân bố dọc của radiocaesium trong đất xung quanh Nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi (FDNPS) trong khoảng thời gian từ 2011 đến 2019 đã được đo đạc trong nghiên cứu hiện tại. ADCRCs được tính toán bằng cách sử dụng các tỷ lệ liều không khí và ba tham số khác nhau đại diện cho phân bố dọc của radiocaesium trong đất: (1) độ sâu khối lượng thư giãn (β), (2) độ sâu khối lượng thư giãn hiệu quả (βeff) và (3) độ sâu khối lượng thư giãn được Hiệp hội Quốc tế về Đơn vị và Đo lường Bức xạ khuyến nghị trước khi xảy ra tai nạn FDNPS (βICRU). Khi so sánh ADCRCs dựa trên β và βeff với những ADCRCs dựa trên β và βICRU, một mối tương quan tích cực đã được tìm thấy. Để xác nhận tính khả thi của ADCRCs dựa trên ba loại giá trị β, lượng radiocaesium đã được ước tính bằng cách sử dụng các tỷ lệ liều không khí và ADCRCs, và kết quả thu được đã được so sánh với lượng radiocaesium được tính toán bằng cách đo mẫu đất. Sự thống nhất tốt được quan sát giữa các lượng radiocaesium ước tính bằng cách sử dụng ADCRCs dựa trên β và βeff và được đo thông qua việc điều tra mẫu đất. Ngược lại, lượng radiocaesium ước tính bằng cách sử dụng ADCRCs dựa trên βICRU đã bị đánh giá quá cao so với lượng đo được từ việc điều tra mẫu đất. Những phát hiện này hỗ trợ tính khả thi của ADCRCs dựa trên β và βeff trong khu vực Fukushima. Hơn nữa, kết quả từ βICRU gợi ý rằng các khác biệt trong đặc tính đất giữa Nhật Bản và các quốc gia khác cần được xem xét để đánh giá ADCRCs.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Andoh M, Mikami S, Tsuda S, Yoshida T, Matsuda N, Saito K (2019) Decreasing trend of ambient does equivalent rates over a wide area in eastern Japan until 2016 evaluated by car-borne surveys using KURAMA systems. J Environ Radioact 210:105813. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.09.011
Beck HL (1966) Environmental gamma radiation from deposited fission products, 1960–1964. Health Phys 12:313–322. https://doi.org/10.1097/00004032-196603000-00002
Beck HL, Krey PW (1980) Cesium-137 inventories in undisturbed Utah soils: Interim report on radionuclides in soils of populated areas, Report No. EML-375 (U.S. Department of Energy, Environmental Measurements Laboratory, New York). https://doi.org/10.2172/5374889
Chino M, Terada H, Nagai H, Katara G, Mikami S, Torii T, Saito K, Nishizawa Y (2016) Utilization of 134Cs/137Cs in the environment to identify the reactor units that caused atmospheric releases during the Fukushima Daiichi accident. Sci Rep 6:31376_1-31376_14. https://doi.org/10.1038/srep31376
Faller S (1992) In-situ gamma-ray site characterization of the Tatum Salt Dome Test Site in Lamar Country, Mississippi. Health Phys 62(6):571–575. https://doi.org/10.1097/00004032-199206000-00012
Golikov VY, Balonov MI, Ponomarev AV (1993) Estimation of external gamma radiation doses to the population atter the Chernobyl accident. In: Merwin SE, Balonov MI (eds) The Chernobyl papers 247–288. Vo. 1 doses in the soviet population and early health effect studies. Research Enterprises Publishing Segment, Richland
ICRU (1994) Report 53. Gamma-ray spectrometry in the environment. International commission on radiation units and measurements. Maryland. https://catalog.library.vanderbilt.edu/discovery/fulldisplay/alma991026952719703276/01VAN_INST:vanui
Jacob P, Meckbach R, Paretzke HG, Likhtariov I, Los I, Kovgan L, Komarikov I (1994) Attenuation effects on the kerma rates in air after cesium depositions on grasslands. Radiat Environ Biophys 33:251–267. https://doi.org/10.1007/bf01212681
Jacob P, Meckbach R (1992) Recent developments in in situ γ spectrometry. In: Proceedings of the International Radiation Protection Association, vol 8. International Radiation Protection Association, Montréal, Quebec, Canada, pp 305–308
JAEA (2020) Investigations on distribution of radioactive substances owing to the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station Accident in the fiscal year 2019 (Contact Research). JAEA Technol. https://doi.org/10.11484/jaea-technology-2020-014
Kato H, Onda Y, Gao X, Sanada Y, Saito K (2019) Reconstruction of a Fukushima accident-derived radiocesium fallout map for environmental transfer studies. J Environ Radioact 210:105996. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.105996
Kerlberg O (1987) Weathering and migration of Chernobyl fallout in Sweden. Radiat Prot Dosim 21(1–3):75–78. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a080056
Khomutinin Yu, Fesenko S, Levchuk S, Zhebrovska K, Kashparov V (2020) Optimising sampling strategies for emergency response: soil sampling. J Environ Radioact 222:106344. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106344
Kinoshita N, Sueki K, Sasa K, Kitagawa J, Ikarashi S, Nishimura T, Wong Y, Satou Y, Handa K, Takahashi T, Sato M, Yamagata T (2011) Assessment of individual radionuclide distributions from the Fukushima nuclear accident covering central-east Japan. Proc Nat Acad Sci USA 108(49):19526–19529. https://doi.org/10.1073/pnas.1111724108
Kurikami H, Malins A, Takeishi M, Saito K, Iijima K (2017) Coupling the advection-dispersion equation with fully kinetic reversible/irreversible sorption terms to model radiocesium soil profiles in Fukushima Prefecture. J Environ Radioact 171:99–109. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2017.01.026
Maekawa A, Momoshima N, Sugihara S, Ohzawa R, Nakama A (2015) Analysis of 134Cs and 137Cs distribution in soil of Fukushima prefecture and their specific adsorption on clay minerals. J Radioanal Nucl Chem 303:1485–1489. https://doi.org/10.1007/s10967-014-3575-2
Malins A, Okumura M, Machida M, Takemiya H, Saito K (2015) Fields of view for environmental radioactivity. In: Proceedings of the 2015 international symposium on radiological issues for Fukushima’s revitalized Fukushima. Japan, pp 1–6
Matsuda N, Mikami S, Shimoura S, Takahashi J, Nakano M, Shimada K, Uno K, Hagiwara S, Saito K (2015) Depth profiles of radioactive cesium in soil using a scraper plate over a wide area surrounding the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant, Japan. J Environ Radioact 139:427–434. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2014.10.001
Mikami S, Maeyama T, Hoshide Y, Sakamoto R, Sato S, Okuda N, Demongeot S, Gurriaran R, Uwamino Y, Kato H, Fujiwara M, Sato T, Takemiya H, Saito K (2015) Spatial distributions of radionuclides deposited onto ground soil around the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant and their temporal change until December 2012. J Environ Radioact 139:320–343. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2014.09.010
Mikami S, Tanaka H, Matsuda H, Sato S, Hoshide Y, Okuda N, Suzuki T, Sakamoto R, Andoh M, Saito K (2019) The deposition densities of radiocesium and the air dose rates in undisturbed fields around the Fukushima Dai-ichi nuclear power plant; their temporal changes for five years after the accident. J Environ Radioact 210:105941. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.03.017
Miller KM, Kuiper JL, Helfer IK (1990) 137Cs fallout depth distributions in forest versus field sites: Implications for external gamma dose rates. J Environ Radioact 12(1):23–47. https://doi.org/10.1016/0265-931X(90)90034-S
Nagaoka K, Honda K, Miyano K (1996) Cosmic-ray contribution in measurement of environmental gamma-ray dose. Radioisotopes 45:665–674. https://doi.org/10.3769/radioisotopes.45.11_665(inJapanese)
NRA (Nuclear Regulation Authority, Japan) (2017) In-situ measurement using germanium detector. Ser Environ Radioact Meas Methods 33:1–100
Ochi K, Sasaki M, Ishida M, Hamamoto S, Nishimura T, Sanada Y (2017) Estimation of the vertical distribution of radiocesium in soil on the basis of the characteristics of gamma-ray spectra obtained via aerial radiation monitoring using an unmanned helicopter. Int J Environ Res Public Health 14(8):926_1-926_14. https://doi.org/10.3390/ijerph14080926
Onda Y, Kato H, Hoshi M, Takahashi Y, Nguyen ML (2015) Soil sampling and analytical strategies for mapping fallout in nuclear emergencies based on the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident. J Environ Radioact 139:300–307. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2014.06.002
Saito K, Jacob P (1995) Gamma ray fields in the air due to the sources in the ground. Radiat Prot Dosim 58(1):29–45. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a082594
Saito K, Petoussi-Henss N (2014) Ambient dose equivalent conversion coefficients for radionuclides exponentially distributed in the ground. J Nucl Sci Technol 51(10):1274–1287. https://doi.org/10.1080/00223131.2014.919885
Saito K, Tanihata I, Fujiwara M, Saito T, Shimoura S, Otsuka T, Onda Y, Hoshi M, Ikeuchi Y, Takahashi F, Kinouchi N, Saegusa J, Seki A, Takemiya H, Shibata T (2015) Detailed deposition density maps constructed by large-scale soil sapling for gamma-ray emitting radioactive nuclides from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident. J Environ Radioact 139:308–319. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2014.02.014
Sanada Y, Urabe Y, Sasaki M, Ochi K, Torii T (2018) Evaluation of ecological half-life of dose rate based on airborne radiation monitoring following the Fukushima Dai-ichi nuclear power plant accident. J Environ Radioact 192:417–425. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.07.016
Sanada Y, Yoshimura K, Urabe Y, Iwai K, Katengeza EW (2020) Distribution map of natural gamma-ray dose rates for studies of additional exposure dose after the Fukushima Dai-chi Nuclear Power Station accident. J Environ Radioact 223–224:106397. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106397
Takahashi J, Tamura K, Suda T, Matsumura R, Onda Y (2015) Vertical distribution of and temporal changes of 137Cs in soil profiles under various land uses after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident. J Environ Radioact 139:351–361. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2014.07.004
Takahashi Y, Fan Q, Suga H, Tanaka K, Sakaguchi A, Takeichi Y, Ono K, Mase K, Kato K, Kanivets VV (2017) Comparison of solid-water partitions of radiocesium in river waters in Fukushima and Chernobyl areas. Sci Rep 7:12407_1-12407_11. https://doi.org/10.1038/s41598-017-12391-7
UNSCEAR (2021) Levels and effects of radiation exposure due to the accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station: implications of information published since the UNSCEAR 2013 Report. UNSCEAR 2020 report, SCIENTIFIC ANNEX B
Yoshimura K, Saegusa J, Sanada Y (2020) Initial decrease in the ambient dose equivalent rate after the Fukushima accident and its difference from Chernobyl. Sci Rep 10:3859_1-3859_9. https://doi.org/10.1038/s41598-020-60847-0