The time-dependent effect of the biological component of 137Cs soil contamination

H. Dederichs; J. Pillath; R. Lennartz; P. Hill; R. Hille

doi:10.3139/124.100189

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Article

The time-dependent effect of the biological component of ¹³⁷Cs soil contamination

H. Dederichs , J. Pillath , R. Lennartz , P. Hill and R. Hille

Published/Copyright: May 2, 2013

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From the journal Kerntechnik Volume 69 Issue 1-2

Abstract

In investigations of the long-term development of the population dose in the highly contaminated regions of the Commonwealth of Independence States it was found that the external dose has not decreased as strongly as expected since 1992. Further investigations have shown that, contrary to expectations, no linear correlation can be observed between soil contamination and measured area dose rate. As a contribution towards clarifying these issues, the area dose rate and the soil contamination including the plant fraction were investigated in the Korma district, Belarus. It was found that it is necessary to cover and average over larger areas in order to determine from ground contamination the long-term development of the external dose commitment. This means that for this purpose the introduction of an “effective” surface contamination (sum of mineral and organic contamination components) is necessary. The phenomena observed are described in a model, which permits an analytical calculation of the contamination profile in soil taking migration and transfer effects into account. The differences observed between the measured soil contamination and the resulting external doses or the directly measured dose rate can be explained by the proposed model. Moreover, their long-term development can be calculated. The results show that a time decade after the accident the biological part of the “effective” soil contamination becomes dominant and cannot be neglected.

Kurzfassung

Bei Untersuchungen der Langzeitentwicklung der Bevölkerungsdosis in den hochkontaminierten Gebieten der Gemeinschaft Unabhängiger Staaten wurde festgestellt, dass die externe Dosis seit 1992 nicht so stark wie erwartet abfällt. Weitere Untersuchungen zeigten, dass sich entgegen der Erwartungen zwischen Bodenkontamination und gemessener Ortsdosisleistung kein linearer Zusammenhang feststellen lässt. Als Beitrag zur Klärung dieser Fragen wurde im Kreis Korma, Belarus, in zwei ausgewählten Gemeinden die Ortsdosisleitung und die Bodenkontamination inklusive des Pflanzenanteils untersucht. Hierbei zeigte sich, dass es zur Bestimmung der Langzeitentwicklung der externen Dosisbelastung anhand der Bodenkontaminationswerte erforderlich ist, größere Bereiche zu erfassen und hierüber zu mitteln. Gleichzeitig sind die ¹³⁷Cs-Kontamination des organischen Anteils in und an Pflanzen sowie an deren Wurzelwerk gebundenes Cäsiums zu berücksichtigen. Das heißt, dass die Einführung einer “effektiven” Oberflächenkontamination (Summe aus mineralischen und organischem Kontaminationsanteil) zu diesem Zweck erforderlich ist. Die beobachteten Phänomene werden in einem Modell beschrieben, das eine analytische Berechnung des Kontaminationsverlaufs im Boden unter Berücksichtigung von Migrations- und Transfereffekten gestattet. Die beobachteten Differenzen zwischen der gemessenen Bodenkontamination und den daraus resultierenden externen Dosen bzw. der direkt gemessenen Dosisrate können mit dem vorgeschlagenen Modell erklärt werden. Weiterhin kann deren Langzeitentwicklung berechnet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass zehn Jahre nach dem Unfall der biologische Anteil der “effektiven” Oberflächenkontamination der dominierende Teil wird und nicht mehr vernachlässigt werden kann.

References

1 Hille, R.; Hill, P.; Heinemann, K.; Ramzaev, V.; Barkovski, A.; Konoplia, V.; Neth, R.: Current development of the human and environmental contamination in the Bryansk-Gomel Spot after the Chernobyl accident. Radiation Environmental Biophysics39 (2000), 99.10.1007/s004110000043Search in Google Scholar

2 Likhtarev, I.; Kovgan, L.; Novak, D.; Vavilov, S.; Jacob, P.; Paretzke, H. G.: Effective doses due to external irradiation from the Chernobyl accident for different population groups of Ukraine. Health Phys.70 (1996), 87.10.1097/00004032-199603000-00001Search in Google Scholar

3 Likhtarev, I.; Kovgan, L.; Jacob, P.; Anspaugh, L.: Chernobyl accident: Retrospective and prospective estimates of external dose of the population of Ukraine. Health Phys.82 (2002), 290.10.1097/00004032-200203000-00002Search in Google Scholar

4 Botsch, W.: Untersuchungen zur Strahlenexposition von Bewohnern hochkontaminierter Ortschaften in der nördlichen Ukraine. PhD thesis, Centre for Radiation Protection and Radioecology of the University of Hannover, May2000.Search in Google Scholar

5 Commission of Geodesy and Cartography of the SSSR. Moscwa 1991.Search in Google Scholar

6 Der Umweltminister, Richtlinie zur Emissions- und Immissionsüberwachung kerntechnischer Anlagen. GMBI No. 29, 502, 1993.Search in Google Scholar

7 Heinemann, K.; Hille, R.: Meßprogramm der Bundesrepublik Deutschland. Ergebnisse der Umweltmessungen in Rußland, Weißrussland und der Ukraine in der Zeit vom 17. Mai bis 2. September 1993 und vom 8. Oktober bis 1. November 1993, Jül-2925, June 1994 ISSN 0944-2952.Search in Google Scholar

8 Hille, R.; Hill, P.; Heinemann, K.; Heinzelmann, M.: The Impact of the Chernobyl Accident – an Evalution from the German Perspective. Jül 3186, February1996, ISSN 0944-2952.Search in Google Scholar

9 Heinemann, K.; Hille, R.: Time-dependent specific ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs soil radioactivity in the aera of the Research Centre Jülich. Kerntechnik65 (2000) 157.Search in Google Scholar

10 Schell, W. R.; Linkow, I.; Myttenaere, C.; Morel, B.: A Dynamic Model For Evaluating Radionuclide Distribution In Forest From Nuclear Accident. Health Physics70 (1996), 318.10.1097/00004032-199603000-00002Search in Google Scholar

11 Schell, W. R.; Linkow, I.: Transfer in forest ecosystems. In Radioecology (edit. by E.Van der Stricht, R.Kirchmann), Oupeye, Belgium, 2001, ISBN 2-9600316-0-1.Search in Google Scholar

12 Kadatsky, V. B.; Kagan, L. M.: External γ-Dose Rate Delivered from the Chernobyl Fallout in Belarus. J. Environ. Radioactivity26 (1995) 135.10.1016/0265-931X(94)00006-ISearch in Google Scholar

13 Tschernobyl-Cäsium in Waldökosystemen. Journal Umwelt762 (2001) 11.Search in Google Scholar

14 Shaw, G.; Kliastorin, A.; Mamikhin, S.; Shcheglov, A.; Rafferty, B.; Dvornik, A. M.; Zhuchenko, T. A.: Modelling radiocesium fluxes in forest ecosystems. Proceedings of the 1st International Conference on Radiological Consequences of the Chernobyl Accident (pp. 221–224), Minsk, Belarus, 18–22 March1996.Search in Google Scholar

15 Tikhomirov, F.et al.: Radionuclides migration in natural and semi-natural ecosystems Report 1991–1992, C.E.C. Project ECP-5, Doc. ENEA-DISP/ARA-MET, 6, (pp. 49–108).Search in Google Scholar

Received: 2003-5-21

Published Online: 2013-05-02

Published in Print: 2004-02-01

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https://doi.org/10.3139/124.100189