2011 年 3 月，福岛第一核电站因强烈地震和海啸而受损，导致附近湖泊被放射性铯 137 污染。虽然在事故发生后的几年里，对这样一个湖泊——赤城山的大沼湖的污染进行了测量，但其长期污染一直不确定。现在，来自日本的一个研究小组已经阐明了这个问题。
在上个月发表在《科学报告》上的一项研究中，由筑波大学领导的研究人员预测了大沼湖在灾难发生后长达 30 年的137Cs 放射性浓度。
大沼湖是封闭湖的一个例子，流入和径流水量有限。这些湖泊的放射性浓度在核事故后立即急剧下降，但随后可能会开始下降得更慢。
该研究的作者 Yuko Hatano 教授说：“以前的研究使用双分量衰减函数模型，即两个指数函数的总和，来拟合测得的137Cs 放射性浓度。”“我们的工作是基于分数扩散模型，这是一个捕捉湖水中发生的复杂扩散过程的框架。这些过程包括对流引起的循环、湍流混合以及浮游生物和其他生物的吸收。”
研究小组利用分数扩散模型推导出了湖水和池塘冶炼(一种大沼湖的典型鱼类)的137Cs 放射性浓度的长期预测公式。根据这个预测公式，他们随后估计了福岛事故后长达 10,000 天的放射性浓度。
“这两种模型都符合事故后最初几年测量的湖水和池塘冶炼的放射性浓度，”波多野教授解释说。“然而，我们的结果表明，如果使用分数扩散模型而不是传统的双组分衰减函数模型，则放射性浓度的下降会减慢。”
研究人员的公式将能够对封闭湖泊中的放射性污染进行长期预测，并为居住在这些水体附近的居民提供长期前景。然而，作者指出，需要使用未来的测量来评估这种预测在福岛事件发生后 5,000 多天的有效性。
