FDNPP由来の放射性セシウムを水文トレーサーとして用いた草津白根火山活火山火口湖水系の浸透速度の推定

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J Environ Radioact.2020 Jul;218:106257. S0265-931X(19)30786-6. doi: 10.1016/j.jenvrad.2020.106257.Epub 2020-03-31.

FDNPP由来の放射性セシウムを水文トレーサーとして用いた草津白根火山活火山火口湖水系の浸透速度の推定

Estimation of water seepage rate in the active crater lake system of Kusatsu-Shirane volcano, Japan, using FDNPP-derived radioactive cesium as a hydrological tracer.

Yuko Hirayama
Aya Okawa
Ko Nakamachi
Tatsuya Aoyama
Yukiko Okada
Takao Oi
Katsumi Hirose
Yoshikazu Kikawada

PMID: 32421578 DOI: 10.1016/j.jenvrad.2020.106257.

抄録

本研究では、2011年3月に発生した福島第一原子力発電所事故により環境中に飛散した放射性セシウムを水文トレーサーとして用いて、活火山火口湖の水浸透率を推定する初めての試みについて述べる。草津白根火山は日本でも有数の活火山で、「湯釜」と呼ばれる活火山火口湖を持っています。湯釜火口湖からは川のような流出はありません。2011年11月から2014年11月までのサンプリング期間中、湯釜水中の安定セシウム（Cs）の含有量は15〜20nMとほぼ一定であった。しかし、放射性セシウムとは対照的に、湯釜水中の放射性セシウム（Cs、Cs）濃度は、放射性崩壊により予想以上に急速に減少した。2012年から2014年までの3年間の湯釜水中のCs及びCsの活性濃度の低下率から、1日あたり700～800m、総量の約0.1％に相当する水が湖底から漏れていると推定されます。この推定では、放射性セシウム汚染水の湖底への流出と、火山内の放射性セシウムを含まない水の地熱流入とのバランスを考慮した。その結果、湯釜火口湖の水浸透率は8.1〜9.3Lsと算出された。

We describe here a first attempt to estimate the water seepage rate of an active crater lake using radioactive cesium dispersed into the environment by the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident in March 2011 as a hydrological tracer. Kusatsu-Shirane volcano is one of the most active volcanoes in Japan and has an active crater lake named Yugama. There is no outflow such as a river from Yugama crater lake. The content level of stable cesium (Cs) in Yugama water was almost constant at 15-20 nM during the sampling period of Nov. 2011 to Nov. 2014. In contrast to Cs, however, the radioactive cesium (Cs and Cs) concentrations in Yugama water decreased at a more rapid rate than expected by radioactive decay. Based on the decreasing rates of activity concentrations of Cs and Cs in Yugama water during the three years between 2012 and 2014, it is estimated that 700-800 m of the Yugama water, which corresponds approximately to 0.1% of the total volume, leaks through the lakebed per day. In the estimation, balance between leakage of radioactive cesium contaminated water though lake bed and geothermal inflow of radioactive cesium-free water in the volcano was taken into account. Consequently, the water seepage rate of the Yugama crater lake was calculated to be 8.1-9.3 L s.