After a catastrophic 9.0 magnitude earthquake struck the east coast of Japan in April 2011, a chain of events was set in motion leading to the release of several volatile radionuclides of Cs and I into the atmosphere due to explosions in three of the six reactor cores at the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP). This study shows the enrichment of stable Cs relative to other alkali metals at the surface soil samples collected from a 1m thick andisol at Mt. Daisen, Japan, roughly 700 Km SW from the FDNPP. Cs is not enriched in three surface soils collected from the Fukushima Prefecture outside the restricted area. The relative enrichment of Cs compared to other alkali metals show the potential of long-term fixation of radiocesium in these Mt. Daisen soils.

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京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第19298号 / 工博第4095号 / 新制||工||1631(附属図書館) / 32300 / 京都大学大学院工学研究科都市環境工学専攻 / (主査)教授 米田 稔, 教授 田中 宏明, 准教授 島田 洋子 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

The diploma thesis Radiocaesium in agricultural uncultivated soils is focused on creation literary review, collection soil samples and then preparation of samples for gamaspectrometric analysis to determine content of the radionuclide (137Cs). In the first part of literature review radiocaesium and its sources in the environment are characterised. Radiocaesium transport in atmosphere, the 137Cs deposition on soil and its influence on human is included. In the next part, soil parameters, behaviour of radiocaesium in soil, following countermeasures, differences between soils in agroecosystems and agricultural uncultivated soils, contamination of soils with radiocaesium in Czech Republic are described. Materials, methodology and description of chosen locations are followed. The main part of the thesis is focused on determination of radiocaesium content in uncultivated soils. In 2013, soil samples (57 samples of 5-cm-top A organic profiles and 57 samples of deeper B mineral profiles from 5-12-cm of depth) were taken from four selected locations: Valašské Meziříčí-Juřinka, Velké Karlovice, Loukov, Prostřední Bečva. Soil samples were always collected in three specific areas: meadow, deciduous forest (mixed forest) and coniferous forest. The lowest values of 137Cs activity in soils were observed in Juřinka (average value in profiles A 16.9 +- 4.29 Bq.kg-1 and B 11.6 +- 2.53 Bq.kg-1), then in Loukov (average value in profiles A 38.8 +- 30.22 Bq.kg-1 and B 18.6 +- 12.60 Bq.kg-1). The highest values 137Cs in Velké Karlovice (in profiles A 64.7 +- 44.11 Bq.kg-1 and B 30.1 +- 21.50 Bq.kg-1), lower values in Prostřední Bečva (in profiles A 46.6 +- 30.01 Bq.kg-1 and B 24.9 +- 28.50 Bq.kg-1) were measured. Significant differences between 137Cs activity in top A soil profile and deeper B profile in all four locations were found (T-test, P less then 0.05). In all locations, the highest average values radiocaesium activities were observed in coniferous forest (average values in profiles A 65.7 +- 41.91 Bq.kg-1 and B 35.03 +- 28.94 Bq.kg-1), then in deciduous forest (average values in profiles A 33.8 +- 17.27 Bq.kg-1 and B 20.1 +- 7.51 Bq.kg-1) and the lowest in meadows (average values in profiles A 14.9 +- 4.53 Bq.kg-1 and B 10.7 +- 3.63 Bq.kg-1), (P less then 0.05). The 137Cs activities in soil profiles were converted from the radiocaesium activity concentration (Bq kg-1) to the 137Cs depositional density (kBq m-2), and the densities ranged from 0.93 to 12.94 kBq m-2. Results were processed to tables, graphs and map. In the closing part of thesis, our results were discussed and compared with published data and ecological importance of radiocaesium activity in agricultural uncultivated soils was also assessed.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamas mažo negilaus humusinio ežero, kuris tapo meromiktiniu dar prieš Černobylio avariją, užterštumas radioceziu. Tyrimai parodė, kad ežeras yra sudarytas iš dviejų atskirų baseinų. Viršutinė ežero dalis (iki 3 m gylio) tampa visiškai aerobine tik rudenį, kai ežere vyksta gravitacinis maišymasis. Ežero dugno nuosėdos žemiau kaip 3 m gylio anaerobiniame nesimaišančiame baseine užterštos radioceziu tik dėl branduolinio ginklo bandymų iškritų. Aukštesnis ežero baseinas yra papildomai užterštas radioceziu dėl įvykusios Černobylio avarijos. / Peculiarities of radiocesium contamination of a small shallow humic lake, which became meromictic before the Chernobyl accident, are examined. It is shown that the lake consists of two separate basins. Radiocesium load of the sediments below the 3-m depth in the anaerobic stagnant water part of the lake is mainly formed by nuclear weapons fallout. That load of the upper water basin is significantly larger due to additional contamination after the Chernobyl accident.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(農学) / 甲第21826号 / 農博第2339号 / 新制||農||1067(附属図書館) / 学位論文||H31||N5198(農学部図書室) / 京都大学大学院農学研究科地域環境科学専攻 / (主査)准教授 髙橋 知之, 教授 北山 兼弘, 准教授 刑部 正博 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DFAM

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第21964号 / 工博第4619号 / 新制||工||1720(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科都市環境工学専攻 / (主査)教授 米田 稔, 教授 高岡 昌輝, 准教授 福谷 哲 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

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Une forte contamination radioactive du milieu marin, notamment par le 137Cs, s'est produite dans le Pacifique nord-ouest suite à l'accident nucléaire de Fukushima Dai-ichi survenu le 11 mars 2011. Deux sources majeures ont été à l'origine de cette contamination, les retombées atmosphériques (sèches et humides) et les rejets liquides directement en mer. Cette radioactivité a été transférée aux organismes marins conduisant à la contamination de plusieurs espèces pélagiques et benthiques. Dans le cadre de l'étude des conséquences de cet accident sur le milieu marin, une première modélisation de la dispersion du 137Cs dans les eaux de la côte Pacifique du Japon a été réalisée par le groupe SIROCCO, permettant ainsi d'estimer l'évolution spatio-temporelle de la concentration de ce radionucléide dans l'eau et de déterminer son terme source, c'est-à-dire sa quantité globale rejetée en mer sous forme liquide. Ce travail de thèse s'inscrit dans la même démarche et vise, par une approche de modélisation, à étudier le transfert du 137Cs aux chaines trophiques pélagiques de la côte Est du Japon, composées par les populations planctoniques, les poissons planctonivores, et les poissons carnivores. Le couplage d'un modèle radioécologique, spécifiquement développé pour cette étude, à un modèle de l'écosystème composé d'un modèle NPZD (Nutrients-Phytoplankto-Zooplankton-Detritus) et d'un modèle de circulation régionale, s'est imposé comme la méthode la plus adaptée à l'étude de la contamination des populations planctoniques dans des conditions post-accidentelles. Les résultats de cette étude ont montré des niveaux de contamination assez élevés de ces populations notamment aux alentours de la centrale où les concentrations estimées sont environ 4 ordres de grandeur supérieures à celles observées avant l'accident. En dépit de ces concentrations élevées, le débit maximal de la dose absorbée reste largement au-dessous du débit de référence à partir duquel les effets sur les populations sont ressentis. Cette étude a aussi mis en évidence la prédominance de la voie trophique dans les processus d'accumulation du césium par ces espèces, ainsi que la présence d'une légère bioamplification chez les classes de taille de zooplancton. Le modèle radioécologique développé pour étudier la contamination des espèces nectoniques est structuré en taille. Chaque espèce est composé d'un ensemble de cohortes dont le nombre est fonction de la durée de vie de l'espèce et de sa fréquence de reproduction. Contrairement aux modèles classiques, le taux d'ingestion de la nourriture par l'organisme ainsi que son régime alimentaire ne sont pas constants dans le temps mais généralement variables en fonction de la taille de l'organisme. Dans cette approche le processus de prédation est considéré comme étant totalement opportuniste. Les résultats sont généralement satisfaisants et le modèle a été validé dans les conditions d'équilibre pré-accidentelles ainsi que dans les conditions post-accidentelles. L'importance de la prise en compte des mouvements migratoires de certaines espèces dans ce type de modèle a été mis en évidence notamment dans les conditions accidentelles caractérisées par une forte variabilité spatiale de la concentration du radionucléide dans la colonne d'eau. Les niveaux de contamination estimés pour les différentes espèces sont largement supérieurs à ceux observés avant l'accident, avec une tendance à l'augmentation lorsque la taille de l'individu augmente. / Huge amounts of radionuclides, espicially 137Cs, were released to the coastal northwestern Pacific ocean after the Fukushima nuclear power plant accident, that occurred on 11 March 2011. The resultant radiocesium contamination was quickly transferred to marine biota resulting in elevated cesium levels in various organisms. Using a modelling approach, this work aims to study the 137Cs transfer to the marine pelagic food chains, from plankton populations to the large piscivorous fishes. Coupling the radioecological model, developed in this study, with an ecosystem model comprising an NPZD biogeochemical model and a regional ocean circulation model, is appeared to be the most adapted tool for modelling of plankton populations contamination in this accidental situation. The results of this study showed high contamination levels in the plankton populations, especially in the vincity of the power plant, where the maximal concentrations are estimated to be about 4 orders of magnitude higher than those observed before the accident. In spite of these high contamination levels, the maximum 137Cs absorbed dose rates for phyto- and zooplankton populations were estimated to be well below the 10 Gy/h benchmark value, from which a measurable effect on the marine biota can be observed. This study has also highlighted the predominance of the cesium uptake from food and the presence of biomagnification potential at this trophic level. The radioecological model developed to study the nektonic species contamination is based on the individual size. In this approach, each species is represented by a set of cohorts. The number of these cohorts is a function of the species life span and reproduction frequency. Unlike traditional approaches, the organism ingestion rate and diet composition considered in this modelling approach are not constant, but vary over the time according to the size of the organism. The model results are in general satisfactory, and the validation is carried out in both equilibrium and accidental situations. This study highlighted the importance of the organism migratory movements in the radioecological modelling espicially in the accident situations caracterized by a very high spatial variability of radionuclides concentrations in the seawater. The detailed caracteristics of 137Cs concentration dynamics in the different species are discussed. The contamination levels estimated for the different species are significantly higher than those observed before the accident, with a clear tendency to increase with individual size.