Change cyclicity of volumetric activity of radionuclide 137Cs in coastal waters of the Baltic Sea and its possible reasons

Abstract

Monitoring of the volumetric activity of a radionuclide ¹³⁷Cs in the coastal waters of the Baltic Sea was carried out near the settlement of Juodkrante in the summer – autumn of 2004. Three measurement stages of the VA of this radionuclide were carried out and hydrometeorological situations were considered simultaneously. ¹³⁷Cs VA change cyclicity was found out near the seacoast. Extreme data for the whole period of observation were 48 and 94 Bq/m³. Maximal values exceeded minimal data approximately two times, which practically coincided with the radioactive “background”. The method of mathematical modeling was used to find out possible reasons of ¹³⁷Cs VA change near the sea‐coast. Because of lack of information about the location and power of a possible “source” of radioactive pollution, repeated calculations were carried out, assuming its various places of formation and various power, i e search of optimum coincidence of calculation and measurement data was selected. Optimum coincidence of theoretic and measurement results was found at the location of a radioactive “source” in the southern part of the Lithuanian sea area at a distance of 25–35 km from Juodkrante. The VA of the radioactive “source” was 5000 Bq/m³ in the summertime and 15000 Bq/m³ in October of 2004. Agreement of measurement and calculation results was satisfactory for all the observation stages.

Radionuklido ¹³⁷Cs tūrinio aktyvumo kitimo cikliškumas Baltijos pakrantės vandenyse ir jo galimos priežastys

Santrauka. 2004 m. vasarą – rudenį atliktas radionuklido ¹³⁷Cs tūrinio aktyvumo (TA) stebėsena Baltijos jūros pakrantės vandenyse prie Juodkrantės. Radionuklido TA matavimai vykdyti trimis etapais. Tuo pačiu metu buvo įvertintos hidrometeorologinės situacijos. Nustatytas ¹³⁷Cs TA kitimo pakrantės vandenyse cikliškumas. Minimali ir maksimali TA reikšmės per visą matavimo periodą buvo atitinkamai lygios 48 ir 94 Bq/m³ . Mažiausiosios reikšmės apytikriai 1,5–2,0 kartų viršijo didžiausiąsias, kurios iš esmės sutapo su radioaktyviuoju „fonu“. Galimoms ¹³⁷Cs TA kitimo pakrantės vandenyse priežastims nustatyti taikytas matematinio modeliavimo metodas. Nesant informacijos apie galimo šaltinio vietą ir jo galingumą, atlikti daugkartiniai skaičiavimai. Skaičiuojant buvo keičiama šaltinio vieta ir galingumas, t. y. siekta nustatyti matavimo prie Juodkrantės ir skaičiavimo rezultatų optimalų sutapimą. Geriausias teorinių ir eksperimentinių duomenų sutapimas gautas, esant radioaktyviajam „šaltiniui“ Lietuvos jūrinės zonos pietinėje dalyje 25–35 km atstumu nuo Juodkrantės, kai vasarą jo TA lygus 5 000 Bq/m³ , bei 2004 m. spalio mėnesį – 15 000 Bq/m³ . Apskaičiuotieji duomenys su gautaisiais visų stebėjimo serijų metu sutampa patenkinamai.

Reikšminiai žodžiai: Baltijos jūros pakrantės vandenys, radionuklidas ¹³⁷Cs, palyginimas, matematinis modeliavimas, radioaktyvusis „šaltinis“.

Цикличность хода объемной активности радионуклида ¹³⁷Cs в прибрежных водах Балтийского моря и его возможные причины

Резюме. Осуществлен мониторинг объемной активности (ОА) радионуклида 137Cs в прибрежных водах Балтийского моря у пункта наблюдений – поселка Юодкранте летом–осенью 2004 г. Выполнены три серии измерений этого радионуклида. Одновременно учитывались гидрометеорологические ситуации. Обнаружена цикличность хода ОА 137Cs у берега моря. Экстремальными данными за весь период наблюдений оказались 48 и 94 Бк/м³ . Максимальные значения примерно в 1,5–2,0 раза превосходили минимальные, которые практически совпадали с радиоактивным „фоном“. Для выяснения возможных причин хода ОА ¹³⁷Cs у берега моря применялся метод математического моделирования. Из-за отсутствия информации о местонахождении и мощности возможного источника радиоактивного загрязнения проводились многократные расчеты. При этом предполагались разные места его образования и разная мощность, т. е. проводился поиск оптимального совпадения расчетных данных и данных измерений. Теоретические и экспериментальные результаты, когда ОА в летнее время было 5000 Бк/м³ и в октябре 2004 г. – 15000 Бк/м³, лучше всего совпадали, когда радиоактивный источник находился в южной части литовской морской зоны на расстоянии 25–35 км от Юодкранте. Совпадение сопоставляемых величин оказалось удовлетворительным для всех серий наблюдений.

Ключевые слова: Балтийское море, радионуклид ¹³⁷Cs, сравнение, математическое моделирование, радиоактивный источник.

Firstd Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : the Baltic Sea, radionuclide 137Cs, comparison, mathematical modeling, radioactive “source