Dispersion of radioactive material across the northern hemisphere from Fukushima Daiichi Power Platn accidetn modeled with a random displacement stochastic particle model

Den stora jordbävningen ca 130 km utanför Japans kust 11 mars 2012 och den efterföljande tsunamin orsakade stora skador på Japansk infrastruktur. Bland annat utsattes kärnkraftverket i Fukushima för strömbortfall vilket ledde till att stora mängder radioaktivt material läckte ut i atmosfären. Radioaktiviteten mättes på många håll framförallt på norra halvklotet. Vi har använt en stokastisk spridningsmodell för att simulera spridningen av det radioaktiva materialet. Detta gjordes för att verifiera att de halter av radioaktivitet som mättes går att simulera på skalor som täcker norra halvklotet. Xenon-133 (133Xe) är en ädelgas som släpptes ut under olyckan, som kan betraktas som en inert spårgas i detta samanhang. Jämförelsen mellan mätningar och modellering av 133Xe visar på goda korrelationer för de åtta stationer på norra halvklotet som analyserats, både gällande magnitud och variation i tiden. Det innebär att modellen är bra på att hantera det dynamiska spridningsförloppet även om det finns tecken på en överskattning av halterna jämfört med mätningarna. Mätningar av partikulärt cesium-137 (137Cs) i Sverige och Taiwan har använts för att jämföra hur väl modellen hanterar spridning av partiklar. 137Cs antas fästa på befintliga luftpartiklar när det släpps ut vid en reaktorolycka och tre olika aerosoldistributioner har testats för att se hur viktigt olika aerosolspektrum är för modelleringen. Studien visar att valet av aerosol är av mindre betydelse jämfört med övriga faktorer såsom deposition och dynamik när norra halvklotet simuleras. Nederbörd och våtdeposition är väldigt viktigt för den halt av radioaktivitet som finns kvar i luften efter transport. Den stokastiska spridningsmodellen använder sig av data från en väderprognosmodell för att driva spridningen. Efter en kalibrering av modellens nederbörd mot väderprognosmodellens nederbörd uppnåddes god korrelation mellan modell och mätningar av 137Cs. Däremot var variationen i tiden inte lika väl beskriven för 137Cs som för 133Xenon. Simuleringarna visar tydligt på vikten av bra modellering av våt- och torrdeposition. Stora delar av detta arbete är finansierat av Strålskyddsmyndigheten, SSM.