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A critical approach to modelling of depth distributions and transport od radionuclides in soils and sediments and related problems

  • The main goal of this publication is the development and application of an empirical method, which allows to forecast the transport of radionuclides in soils ad sediments. The calculations are based on data published in the literature. 10 case studies, comprising 30 time series, deal with the transport of Cs-134, Cs-137, Sr-85, Sr-90, and Ru-106. Transport in undisturbed soils and experimental systems like lysimeters and columns in laboratories are dealt with. The soils involved cover a large range of soils, e. g. podsols, cambisols (FAO), and peaty soils. Different speciations are covered, namely ions, aerosols, and fuel particles. Time series analysis centres around the Weibull-distribution. All theoretical models failed to forecast the transport of radionuclides. It can be shown that the parameters D and v, the dispersion coefficient and the advection velocity, appearing in solutions of the advection-dispersion equation (ADE), have no real physical meaning. They are just fitting parameters. The calculation of primary photon fluence rates, caused by Cs-137 in the soil, stresses the unreliability of forecasts based on theoretical models.
  • Hauptgegenstand dieser Publikation ist die Entwicklung und Anwendung einer empirischen Methode, die es gestattet, den Transport von Radionukliden in Böden und Sedimenten vorherzusagen. Die Berechnungen stützen sich auf Daten, die in der Literatur bereits veröffentlicht waren. Im Rahmen von 10 Fallstudien, die 30 Zeitreihen umfassen, wird der Transport von Cs-134, Cs-137, Sr-85, Sr-90 und Ru-106 untersucht. Die Untersuchungen behandeln den Transport in ungestörten Böden und experimentellen Systemen wie Lysimetern und Säulenanordnungen in Laboratorien. Die untersuchten Böden umfassen einen weiten Bereich, z. B. Podsole, Cambisole (FAO) und Torfböden. Weiterhin wird der Transport unterschiedlicher physiko-chemischer Formen wie Ionen, Aerosole und Brennstoffteilchen behandelt. Die Zeitreihenanalyse stützt sich im Kern auf die Weibullverteilung. Alle theoretischen Modelle waren nicht in der Lage, den Transport von Radionukliden vorherzusagen. Es kann nachgewiesen werden, dass die Parameter D und v, der Dispersionskoeffizient und die Advektionsge-schwindigkeit, die in den Lösungen der Advektions-Dispersions-Gleichung auftreten, keine reale physikalische Bedeutung haben. Sie sind nur Fitting-Parameter. Die Berechnung des primären Photonenflusses, welcher durch Cs-137 in Böden verursacht wird, unterstreicht die Unzuverlässigkeit der Vorhersagen, die sich auf theoretische Modelle stützen.

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Metadaten
Author:Roland Haas
Document Type:Working Paper
Language:English
Date of completion:2005/04/01
Release Date:2005/04/01
Tag:Advektion-Diffusionsgleichung; Boden; Ruthenium-106; Stofftransport; Strontium-85; Strontium-90; Weibull-Verteilung; Z; primärer Photonenfluss
Advection-dispersion equation; Primary photon fluence rates; Time dependant Weibull-distribution; Time series analysis; Transfer function model
GND Keyword:Boden; Cäsium-134; Cäsium-137; Ruthenium-106; Strontium-85; Strontium-90
Institutes:Fachbereich 6 / Geographie und Geowissenschaften
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie / 550 Geowissenschaften

$Rev: 13581 $