محاسبه ضرایب انتقال در سبزیجات ریشه‌ای برای سزیم 137

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

عفت یاحقی ¹ (دانشیار، گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران *(مسوول مکاتبات).)
نجمه بهمن آبادی ² (کارشناس ارشد فیزیک هسته‌ای، گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران غرب، تهران، ایران.)

تاریخ دریافت : 1393/03/27 تاریخ پذیرش : 1394/06/09 تاریخ انتشار : 1396/07/01

کلید واژه: سزیم 137, حادثه هسته ای, ضرایب انتقال, مدل چند بخشی,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: یکی از مهم‌ترین رادیو نوکلئوییدهایی که براثر حوادث هسته‌ای در محیط زیست منتشر می‌شود سزیم-137 است. این فلز در لایه‌های بالایی خاک باقی مانده و با گذشت زمان به عمق‌های زیرین خاک نفوذ کرده و توسط ریشه گیاهان جذب می‌شود و به زنجیره‌غذایی انسان راه می‌یابد و روی آن تاثیر می‌گذارد. بنابراین پیش بینی مقدار سزیم جذبی در سبزیجاتی که ریشه خوراکی دارند، می‌تواند برای تامین سلامت انسان‌ها مفید باشد. روش بررسی: در این تحقیق با استفاده از مدل چندبخشی، پارامترهای انتقال و جذب سزیم 137 در اجزای مختلف سبزیجات ریشه‌ای به دست آمده است. برای محاسبه پارامترها از داده‌های اندازه‌گیری شده در سبزیجات بعد از حادثه فوکوشیما استفاده شده است. ورودی مدل چند بخشی، داده‌های به دست آمده از تجمع سزیم در سطح خاک و مقدار سزیم در اجزای مختلف گیاه به خصوص ریشه آن است. یافته‌ها: نتایج به دست آمده نشان می‌دهد از مدل سازی سبزیجات مختلف ریشه‌ای با استفاده از مدل چند بخشی و اطلاعات حاصل از داده های فوکوشیما، مقدار ضرایب انتقال در ریشه برای هویج و شلغم به ترتیب 039/0و031/0 برای ریشه و خاک بدست آمده که با مقادیر عملی اندازه‌گیری شده برای خاک لومی کشاورزی که 037/0 است، مطابقت دارد. بحث و نتیجه گیری: ضرایب انتقال محاسبه شده با مقادیر توصیه شده دراستاندارد کمیته بین المللی حفاظت در برابر اشعه مطابقت دارد و نتایج به دست آمده می‌تواند برای پیش بینی آلودگی پرتوزایی در صورت رخداد حادثه هسته‌ای استفاده شود.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Cesium-137 is one of the most important radioactive nuclides which are released into the environment during nuclear accidents. This metal remains in high layers of the soil and by the time diffuse to the lower depths of the soil and absorbed by plant roots and finally it will enter the human chain and effects directly on the human health. Therefore, the use of appropriate models for prediction of the Cs absorption in root vegetables can help on the human health. Method: In this study, transfer coefficients and Cs-137 uptake in the root vegetables is investigated by compartmental model. Data of Fukushima accident were used for the calculation of parameters in the plants. Data of Cs concentration in soil and in root of vegetables are as inputs. Findings: The result shows the calculated transfer coefficients for soil to root of vegetable is 0.031 for turnip and 0.039 for carrot, in the same order of reference 0.037 for the loam soil of agricultural and root vegetables. Discussion and Conclusion: The calculated transfer coefficients are in a very good consistency to the recommended NCRP. This result can be used for predicting the nuclear contamination in the nuclear accident.

منابع و مأخذ:

1. Korobova E, Romanov S.  Experience of mapping spatial structure of Cs-137 in natural landscape and patterns of its distribution in soil toposequence, Journal of Geochemical Exploration, 2011 ;( 109): 139–145.


2. Timms D.N, Smith J.T., Cross M.A, Kudelsky A.V., Horton G., Mortlock R. A new method to account for the depth distribution of Cs-137 in soils in the calculation of external radiation dose-rate, Journal of Environmental Radioactivity 2004; 72: 323–334


3. Radiol J. Cesium-137 in the Environment: Radioecology and approaches to assessment and management. Journal of radiology protection, 2007; 27: 375–377


4. Almgren S. Studies on the Gamma Radiation Environment in Sweden with Special Reference to 137Cs.Department of Radiation Physics University of Gothenburg, Sweden Göteborg 2008


5. Aslani M. A., Aytas S., Akyil S., Yaprak G.,yener G.,  Eral M. Activity concentration of caesium-137  in agricultural soils, journal of Environmental Radioactivity 65, 2003, 131-145.


6. Carini, F. and E. Lombi, Foliar and soil uptake of ¹³⁴Cs and ⁸⁵Sr by grape vines, Sci. Total Environ, 1997. 207(2-3): p. 157-64.


7. von Firck Y., Rosen K., and Sennerby-Forsse L., Uptake and distribution of ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr in salix viminalis plants, J Environ Radioact, 2002, 63(1): p. 1-14.


8. Blomhoj M., Kjeldsen T.H., and Ottesen J., Compartment models, 2005.


9. Karadeniza O, Yaprak G. Dynamic equilibrium of radiocesium with stable cesium within the soilemushroom system in Turkish pine forest, Environmental Pollution, 2007(148): 316-324


10. Golikov V, Logacheva I, Bruk G, Shutova V, Shutova M, Strand P, Borghuis S, Howard B, Wright S. Modelling of long-term behavior of caesium and strontium radionuclides in the Arctic environment and human exposure. Journal of Environmental Radioactivity, 2004; (74): 159–169


11. Choi Y, Muk Lim K, Jun I, Kwon Keum D, Hee Han M, Gyu Kim I. Transport behavior and rice uptake of radiostrontium and radiocesium in flooded paddy soils contaminated in two contrasting ways, Science of the Total Environment, 2011; 248–256


12. MEXT, 2011. Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Japan (MEXT). Monitoring Information of Environmental Radioactivity Level. http:// radioactivity.mext.go.jp/en/.


13. مهری بهمن، 1387، محاسبات عددی، جهاد دانشگاهی، واحد صنعتی امیر کبیر.
    
    
    1. NCRP Report No. 154, Cesium-137 in the Environment: Radioecology and Approaches to Assessment and Management Radiation Protection. Journal of Radiological Protection, 2007: p. 415.