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Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 7524 (2023) Citar este artículo

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Estudiamos las variaciones espaciotemporales en las concentraciones de 134Cs, 137Cs y 228Ra en la superficie del mar frente al sureste de Hokkaido, Japón (región fuera de Doto) de 2018 a 2022 utilizando espectrometría γ de fondo bajo. Las concentraciones de 134Cs en la región fuera de Doto, decaimiento corregido a la fecha del accidente de la planta de energía nuclear Fukushima Dai-ichi (FDNPP), exhibieron una amplia variación lateral cada año (p. ej., 0,7–1,1 mBq/L en 2020). Al estudiar las concentraciones de 228Ra y la salinidad, esta variación se explicó con base en los patrones de mezcla actuales. Además, las concentraciones de 134Cs en las aguas altamente afectadas por la corriente de Oyashio (OYC) aumentaron gradualmente de 2018 a 2020 y luego disminuyeron en 2022. Esto implica que la masa de agua máximamente contaminada con 134Cs fue transportada de regreso al lado de las islas japonesas. 10 años después del accidente FDNPP junto con corrientes en sentido antihorario (por ejemplo, el OYC) en el norte del Océano Pacífico Norte. Las concentraciones de 134Cs en las aguas afectadas por OYC en la región frente a Doto en 2020 fueron ~ 1/6 veces mayores que las del núcleo de aguas enriquecidas en 134Cs frente a la costa occidental de los Estados Unidos en 2015, lo que puede atribuirse a la dilución a través de la dispersión espacial durante Circulación de corriente subártica. En general, dilucidamos los sistemas de corrientes subárticas a escala oceánica en el noroeste del Océano Pacífico Norte, incluidos los intervalos de tiempo de circulación del agua.

El accidente de la planta de energía nuclear Fukushima Dai-ichi (FDNPP), que ocurrió el 11 de marzo de 2011, condujo a la liberación de grandes cantidades de radiocesio (134Cs y 137Cs) en el noroeste del Océano Pacífico Norte, particularmente alrededor del este de Japón1. Si bien el contenido de 137Cs (vida media: 30,2 años) en las muestras de agua de mar examinadas en este estudio se ve afectado por un remanente de la lluvia radiactiva global de las explosiones de pruebas nucleares atmosféricas (particularmente desde mediados de la década de 1950 hasta principios de la de 1960), se cree que el 134Cs detectado haberse originado en su totalidad a partir del accidente de la FDNPP debido a su vida media más corta (2,06 años). Debido a que se conoce el momento de la introducción del 134Cs (marzo de 2011) en el agua de mar, las áreas de descarga directa al agua de mar (cerca de la FDNPP) y el comportamiento de la deposición radiactiva del 134Cs (el noroeste del Océano Pacífico Norte)2,3, este radionúclido ha surgió como un fuerte trazador químico de la circulación del agua; se puede rastrear la circulación hasta que el radionúclido sea indetectable debido a su decaimiento y dispersión radiactivos. En el área subtropical, los niveles bajos de 134C fueron llevados de regreso al lado de las islas de Japón (al Mar de Ojotsk a través del Mar de Japón) desde 2013 por la Corriente Cálida de Kuroshio (KWC) en el sentido de las agujas del reloj4,5. Por el contrario, el 134C también se transportó al oeste del mar de Bering hasta 2018 en el área subártica a través de la costa occidental de Estados Unidos6,7,8,9. Además, nuestros estudios previos de radionúclidos realizados frente al sureste de Hokkaido, Japón (en lo sucesivo, fuera de Doto) en 2018 y 2019 indicaron que el 134C fue transportado a la región fuera de Doto por la corriente de Oyashio (OYC) a través de la corriente de Kamchatka del Este (EKC). ), con aportes de otras corrientes en torno a Hokkaido10.

Además, las distribuciones laterales de las concentraciones de 228Ra—un radionúclido natural y soluble con una vida media de 5,75 años y un trazador convencional utilizado para estudiar las corrientes de agua11,12—se han empleado para estudiar los patrones de transporte de radiocesio en los mares alrededor Japón13.

En este estudio, utilizamos espectrometría γ especial de fondo bajo para examinar con precisión las variaciones temporales y laterales en las concentraciones de 134Cs, 137Cs, 226Ra y 228Ra en niveles bajos en las aguas superficiales dentro y alrededor de la región fuera de Doto durante 2020-2022. Las concentraciones de 226Ra en las muestras de agua, que son útiles para comprender las circulaciones verticales, se presentarán en otra parte. Además, al centrarnos en las concentraciones de 134Cs, discutimos los sistemas de corrientes subárticas a escala oceánica en el noroeste del Océano Pacífico Norte, incluida la escala de tiempo, después del accidente de la FDNPP. Este estudio puede, por lo tanto, proporcionar una base para predecir los patrones de transporte de contaminantes solubles en las aguas.

Los principales sistemas de corrientes oceánicas dentro y alrededor de la región de Doto se muestran en las Fig. 1a,b14,15,16. El EKC subártico se extiende a lo largo de las islas Kuriles y llega a la región fuera de Doto como OYC. Una rama del OYC ingresa parcialmente al Mar de Okhotsk y, después de una circulación en sentido contrario a las agujas del reloj, regresa como una corriente hacia el sur a lo largo de la isla de Sakhalin como la Corriente de Sakhalin Oriental (ESC). La Corriente Cálida de Tsushima (TWC), compuesta principalmente por el KWC, fluye desde el Mar de Japón hacia el Mar de Okhotsk y circula a lo largo de la costa noreste de Hokkaido como la Corriente Cálida de Soya (SWC).

(a) Lugares de muestreo de agua de mar alrededor de las islas de Honshu y (b) Hokkaido en Japón, junto con los principales sistemas actuales14,15,16. Concentraciones de 228Ra frente a salinidad en las corrientes de origen en la región fuera de Doto en (c) las áreas marinas adyacentes y (d) la región fuera de Doto, con las áreas de datos de en las corrientes de origen, y (e) la variación temporal en Concentraciones de 228Ra en la superficie del mar en la región fuera de Doto durante 2018-2022. Los datos sobre las aguas SWC, ESC/OSW, OYC y fuera de Doto en 2018 provienen parcialmente de informes anteriores10.

La superficie del mar en la región fuera de Doto se compone predominantemente de una mezcla de SWC, ESC y Okhotsk Sea Surface Water (OSW) del sudoeste del Mar de Okhotsk y el oeste de OYC. En contraste, en el sur de la región fuera de Doto, hay intrusiones ocasionales de un anillo de núcleo cálido que se separa del KWC subtropical.

Los resultados de la espectrometría γ se muestran en la Tabla S1. Para dilucidar el patrón de mezcla de las corrientes coexistentes, las concentraciones de 228Ra en las superficies del mar adyacentes y fuera de la región de Doto se trazaron frente a la salinidad, como se muestra en la Fig. 1c, d, respectivamente. La salinidad en la superficie del SWC subtropical y KWC es significativamente más alta que la del ESC/OSW subártico y OYC (33.4–34.5 y 32.4–33.4, respectivamente)10,17. En particular, las concentraciones de 228Ra en el SWC son las más altas entre las corrientes en esta área de estudio. Esto se debe a que el TWC transporta 228Ra desde el mar de Japón, que recibe un gran suministro de la plataforma poco profunda en el oeste del mar de China Oriental12. Las principales fuentes de corrientes hacia la superficie del mar en la región fuera de Doto son la SWC de alta salinidad y 228Ra más alta, la ESC/OSW de menor salinidad y la EKC–OYC8,18 de 228Ra más baja (Fig. 1c).

Las aguas superficiales en la región fuera de Doto se han clasificado en aguas de mar altamente afectadas por SWC, ESC/OSW–SWC- y OYC–ESC/OSW–SWC (en lo sucesivo, S-, E/O–S- y OY–E/O–S-waters), como puede verse en la Fig. 1d, despreciando los ambiguos aportes de 228Ra tras su paso por el Estrecho de Soya. En particular, la alta salinidad y las bajas concentraciones de 228Ra de las aguas en la región sur de Doto (< 42° N) en 2020 indicaron la contribución del KWC, que tuvo la salinidad más alta entre las corrientes estudiadas. Por lo tanto, las aguas se consideran altamente afectadas por OYC y KWC (aguas OY-KW). Debido a la ausencia de datos de 228Ra, las muestras recolectadas en la región fuera de Doto en 201910 y una muestra en 2021 se han clasificado provisionalmente como S- (salinidad: > 33,4), E/O–S- u OY–E/O –S- (salinidad: 33,4–34,3), y aguas OY–KW (salinidad: ~ 34,5), en función de su salinidad y áreas de muestreo. Las fracciones de las fuentes de corriente y los patrones de mezcla en la superficie del mar en la región fuera de Doto mostraron una variación de un año a otro durante 2018-2022 (p. ej., la gran contribución de las aguas S en octubre de 2020 y 2021) (Fig. 1e) . El área costera en la región fuera de Doto está predominantemente ocupada por las aguas S y E/O–S del sudoeste del Mar de Ojotsk, mientras que la superficie del mar en el área costa afuera a menudo está compuesta por las aguas OY–E/O– S-aguas. Además, el sistema actual en la región fuera de Doto exhibió una variación estacional; por ejemplo, las aguas E/O–S tenían menor salinidad y mayores concentraciones de 228Ra en enero (Fig. 1d). La fracción de ESC/OSW de baja salinidad es mayor en enero16, aunque el 228Ra podría provenir de los sedimentos costeros y lacustres y/o un cambio estacional en la proporción de mezcla de ESC y OSW.

Las variaciones anuales de las concentraciones de 134Cs y 137Cs dentro y alrededor de la región fuera de Doto se muestran en la Fig. 2, junto con la definición actual para cada muestra basada en las concentraciones de 228Ra y la salinidad (Fig. 1c, d).

Variaciones temporales durante 2018–2022: las concentraciones de 137Cs en las áreas marinas (a) adyacentes y (b) en la región fuera de Doto se descomponen corregidas a la fecha de muestreo, con las curvas de desintegración calculadas en función de la vida media efectiva (13,7 años)19 y considerando 0,9 mBq/L para el EKC y 1,4 mBq/L para el SWC en marzo de 2011, respectivamente10; Las concentraciones de 134Cs en las áreas marinas (c) adyacentes y (d) en la región fuera de Doto se descomponen corregidas a la fecha de muestreo; y las concentraciones de 134Cs (e) adyacentes y (f) en la región fuera de Doto, desintegración corregida a la fecha del accidente de la FDNPP. Los datos de las aguas ICW, EKC y fuera de Doto en 2018 y 2019 provienen de informes anteriores8,10,21.

Las concentraciones del 137C global derivado de la precipitación radiactiva, corregido por descomposición a la fecha de muestreo, en el ESC/OSW subártico son claramente más bajas que las del SWC y KWC subtropicales (Fig. 2a); las concentraciones en SWC, ESC y EKC inmediatamente antes del accidente de la FDNPP se estimaron en 1,4, 1,0 y 0,9 mBq/L, respectivamente10. La diferencia en las concentraciones de 137Cs en el Mar de Ojotsk predominantemente retuvo las características originales de SWC y ESC/OSW (niveles de concentración de 137Cs derivados de la precipitación global calculados utilizando una vida media efectiva de 13,7 años19), con la adición de FDNPP -137Cs derivados durante 2018-2022. Sin embargo, a pesar de la corriente subártica, las concentraciones de 137Cs en el EKC en y alrededor del Estrecho de Kamchatka fueron más altas que las de las otras corrientes8,9, lo que refleja una mayor contribución del 137Cs derivado de FDNPP.

Las concentraciones de 137Cs en la superficie en la región fuera de Doto exhibieron variaciones laterales cada año; los niveles de concentración diferían para cada tipo actual, lo que refleja la combinación de 137Cs derivados de la precipitación global y del FDNPP (Fig. 2b). Además, las concentraciones de 137Cs fueron más altas en octubre de 2020 (1,4–1,7 mBq/L), pero luego disminuyeron, como se puede ver en las concentraciones de las muestras en octubre de 2021. Las concentraciones de 137Cs en la región fuera de Doto en octubre de 2021 y enero de 2022 fueron inferiores a los de octubre de 2020 y enero de 2021.

Por el contrario, debido a la corta vida media del 134Cs, las concentraciones de 134Cs, corregidas por descomposición a la fecha de muestreo, disminuyeron de ~ 0,1 a ~ 0,01 mBq/L en las muestras de las áreas de origen actuales fuera de Doto y de ~ 0,06 a ~ 0.01 mBq/L en las muestras de la región fuera de Doto durante este período (Fig. 2c, d).

Para simplificar la comparación de las concentraciones de radiocesio derivado de FDNPP, nos enfocamos en las concentraciones de 134Cs y eliminamos el efecto de la desintegración radiactiva corrigiendo las concentraciones hasta la fecha del accidente de FDNPP en función de la vida media física (2,06 años). ) (Fig. 2e,f). En las aguas superficiales del mar de Bering occidental y el área de EKC, las concentraciones de 134Cs (desintegración corregida a la fecha del accidente) exhibieron una pequeña variación (1–2 mBq/L) entre 2018 y 2020 después de un aumento inicial entre 2013 y 2017 ( 0,5-1 mBq/L)8,9 (fig. 2e). Las concentraciones de 134Cs en el EKC mostraron los valores más altos entre las fuentes de agua en la región fuera de Doto. Esto indica que el 134Cs fue transportado desde el oeste del Mar de Bering, particularmente desde 2017.

Las concentraciones de 134Cs en el CSA subtropical mostraron una pequeña variación entre 2018 y 2021, entre 0,5 y 0,8 mBq/L. Además, los valores fueron ligeramente más bajos que los del KWC en el Océano Pacífico a lo largo del lado de las islas de Japón. Esto probablemente se deba a que el KWC está diluido por el agua de la plataforma continental menos contaminada con 134C del Mar de China Oriental occidental y las corrientes subárticas frente a la costa occidental de Hokkaido en el Mar nororiental de Japón20.

Por el contrario, las concentraciones de 134Cs en ESC/OSW en el sudoeste del mar de Ojotsk, incluidas las aguas frías intermedias (ICW; ~ 50–300 m de profundidad), continuaron aumentando de 0,3–0,4 mBq/L en 2019 a 0,4– 0,7 mBq/L en 2021, luego de un aumento en la concentración que ocurrió anteriormente entre 2013 y 201721. Esto se atribuyó a un aumento en las concentraciones de 134Cs en el EKC que ingresó al Mar de Ojotsk.

Las amplias variaciones laterales en las concentraciones de 134Cs en la región fuera de Doto tanto en 2018 como en 2019 se explicaron por los patrones de mezcla de SWC, ESC/OSW y OYC10. Las concentraciones de 134Cs en la región fuera de Doto también exhibieron una amplia variación cada año durante 2020–2022 (p. ej., 0,8–1,2 mBq/L en 2020) (Fig. 2f), lo que refleja las rutas de circulación y el nivel de concentración en cada corriente. Además, las concentraciones de 134Cs en la superficie en la región fuera de Doto mostraron una gran variación anual; las concentraciones medias aumentaron gradualmente de 0,6 mBq/L en octubre de 2018 a 0,7 mBq/L en octubre de 2019 y luego a 1,0 mBq/L en octubre de 2020. En particular, las concentraciones de 134Cs de todos los sistemas actuales también fueron más altas en octubre de 2020 ( media; OY–KW-aguas, 1,2 mBq/L; OY–E/O–S-aguas, 1,1 mBq/L; S-aguas, 0,9 mBq/L) y enero de 2021 (OY–E/O–S-aguas , 1,1 mBq/L) que en otros años. Sin embargo, por el contrario, las concentraciones de 134Cs disminuyeron a un valor medio de 0,7 mBq/L en octubre de 2021. Además, como reflejo de los diferentes patrones actuales entre octubre y enero16,22,23, las concentraciones de 134Cs en enero fueron inferiores a las de octubre. Sin embargo, las concentraciones en el agua de mar también disminuyeron de una media de 0,8 mBq/L en enero de 2021 a 0,5 mBq/L en enero de 2022.

Las concentraciones de 137Cs en las áreas adyacentes a la región fuera de Doto mostraron una amplia variación, con valores particularmente bajos en ESC/OSW en el sudoeste del Mar de Okhotsk, conservando así las características de las concentraciones globales derivadas de la lluvia radiactiva (Fig. 2a) . Por el contrario, las altas concentraciones de 137Cs en el EKC subártico pueden atribuirse a la adición de 137Cs derivado de FDNPP. La variación en la región fuera de Doto es menor, incluidas las aguas E/O–S, que se ven muy afectadas por ESC/OSW (Fig. 2b). Esto se atribuye a la adición del 137C derivado de FDNPP a las aguas E/O–S a través del OYC en la región fuera de Doto.

Como reflejo de la variación estacional de los patrones actuales, la contribución de la ESC (y, en consecuencia, la OSW) a la superficie en la región fuera de Doto es mayor en enero que en octubre16 (Fig. 1d). Esto explica las concentraciones más bajas de 137Cs en enero de 2021 y 2022 (Fig. 2b). Las altas concentraciones de 137Cs en las aguas OY-KW, por otro lado, se atribuyen al KWC, que comprende el alto 137Cs derivado de la precipitación global y la adición del 137Cs derivado de FDNPP.

Las concentraciones de 134Cs de las aguas de mar superficiales en la región de Doto en octubre de 2018–2021 se representan frente a la salinidad en la Fig. 3, junto con los datos de las aguas dominadas por KWC y SWC. En 2020, las aguas OY-KW tenían las concentraciones más altas de 134Cs en todas las corrientes y el período de muestreo, junto con una salinidad más alta (y una temperatura del agua más alta; Tabla S1) que en otras muestras recolectadas del lado de Hokkaido. A partir de las concentraciones más bajas de 134Cs con pequeñas variaciones anuales en las aguas dominadas por KWC y SWC (Fig. 2e), se puede suponer que estas corrientes subtropicales no contribuyeron al aumento de las concentraciones de 134Cs en las aguas OY-KW en 2020 .

Las concentraciones de 134Cs decaen corregidas a la fecha del accidente de FDNPP frente a la salinidad en la superficie en la región fuera de Doto en octubre de 2018-2021 junto con los datos de las aguas dominadas por SWC y KWC principalmente en julio de 2018-2021.

En particular, las concentraciones de 134Cs en las aguas OY–E/O–S en octubre de 2020 (y enero de 2021) son significativamente más altas que las de otros períodos (Figs. 2f y 3). A partir de la mayor salinidad y las mayores concentraciones de 228Ra entre las aguas OY–E/O–S (Figs. 1d y 3), es evidente que las aguas OY–E/O–S en 2020 tenían una fracción más baja de la EKC –OYC que en otros años. Además, la salinidad en las aguas S en 2020 fue más alta que en otros años, lo que indica una fracción más baja del EKC-OYC de baja salinidad. Las concentraciones de 134Cs en las aguas OY–E/O–S- y S disminuyeron posteriormente en octubre de 2021. Además, la contribución del 137Cs derivado de FDNPP en las aguas OY–E/O–S- y S disminuyó abruptamente de 2020 a 2021, lo que refleja una disminución en los 137C derivados de FDNPP en los sistemas actuales. Por lo tanto, las concentraciones más altas de 134Cs y 137Cs en las aguas OY–KW y OY–E/O–S en 2020 se pueden atribuir predominantemente a la mezcla de OYC, que tuvo las concentraciones más altas de radiocesio derivado de FDNPP en 2020, alcanzando la región fuera de Doto. Las concentraciones de radiocesio derivadas de FDNPP en la región fuera de Doto que alcanzaron un máximo en 2020 implican que los sistemas de corrientes a escala oceánica subártica en el norte del Océano Pacífico Norte tienen una escala de tiempo de ~ 10 años. Las concentraciones más altas de 134Cs en las aguas S en 2020 posiblemente indiquen el efecto del OYC en la costa de Doto, aunque la contribución no fue muy grande.

En 2020, las concentraciones de 134Cs en las aguas afectadas por OYC (las aguas OY–E/O–S- y OY–KW) en la región fuera de Doto (media: 1,1 mBq/L) fueron ~ 1/8–1 /10 veces los de las aguas superficiales en el área transitoria al lado de las islas de Japón en 201224 y ~ 1/6 veces los de las aguas frente a la costa occidental de los Estados Unidos en 20156. La variación anual de las concentraciones de 134Cs en el Mar de Bering occidental (es decir, sin un pico de concentración notable en 2017–2020)9 y la región fuera de Doto no están muy de acuerdo. Esto podría atribuirse a la retención de 134C dentro del Mar de Bering marginal y un cambio anual en las trayectorias actuales en las áreas superiores de EKC. Además, el desacuerdo en las concentraciones de 134Cs en ESC/OSW e ICW en el suroeste del Mar de Okhotsk y la región fuera de Doto (Fig. 2e) refleja el tiempo de retraso en el transporte de 134Cs después de la entrada del EKC a lo largo de las Islas Kuriles. (~ 2 años)21,25.

En contraste con la dilución significativa de la EKC causada por la mezcla actual (fracción máxima de las aguas superiores de la EKC en la región fuera de Doto: ~ 0,4)10, las concentraciones de 134Cs en las aguas afectadas por la OYC en 2020 exhibieron un pequeño cambio (~ 1/2–1 veces) en el área EKC. Además, en 2020, las concentraciones en las aguas S (Fig. 3) fueron ligeramente inferiores a las de las aguas afectadas por OYC. Por lo tanto, la menor disminución en las concentraciones en la región fuera de Doto se puede atribuir a la mezcla de las corrientes contaminadas con 134Cs (es decir, la mezcla de SWC y ESC con las aguas costeras y el KWC con las aguas costa afuera de Doto) , que difiere del caso de las áreas dominadas por la dispersión (por ejemplo, el lado occidental de la costa estadounidense hasta el oeste del mar de Bering).

Los patrones de transporte de 134Cs en el norte del Océano Pacífico Norte y la región fuera de Doto se presentan esquemáticamente en la Fig. 4: (i) Proceso dominado por el transporte de 134Cs: Después de una deposición radiactiva generalizada2,3, se observó un núcleo altamente contaminado con 134Cs en del lado de las islas de Japón a lo largo del área de transición Kuroshio-Oyashio (8–10 mBq/L) en 201224 y frente a la costa occidental de los Estados Unidos (~ 6 mBq/L) en 20156. (ii) Proceso de dispersión: debido a la dispersión lateral y Dispersiones hacia abajo, las concentraciones de 134Cs disminuyeron abruptamente a 1–2 mBq/L en 2017–20207,8,9 antes de llegar al mar de Bering y dentro de él. (iii) Procesos de retención y circulación: Altas concentraciones de 134Cs (1–2 mBq/L) se registraron continuamente en el mar de Bering occidental en 2017-20209, lo que indica el largo tiempo de residencia de 134Cs. (iv) Proceso de mezcla actual: en 2020, el OYC altamente contaminado con 134Cs había llegado parcialmente a la región fuera de Doto, mostrando una pequeña disminución en las concentraciones por mezcla de otras corrientes subárticas (por ejemplo, ESC/OSW) y subtropicales menos contaminadas con 134Cs.

Una imagen esquemática que ilustra el transporte de 134C en el norte del Océano Pacífico Norte, incluida la escala de tiempo, después del accidente de la FDNPP de 20116,7,8,9,10,24 y en la región fuera de Doto en 2020 (detalles en el texto y cada referencia ).

Las distribuciones espaciotemporales de radiocesio, particularmente las de 134Cs, investigadas en este estudio pueden proporcionar una base para predecir los patrones de transporte, dispersión y mezcla de contaminantes solubles en el norte del Océano Pacífico Norte, a lo largo del tiempo.

Las ubicaciones de los sitios de muestreo de agua de mar se muestran en la Tabla S1. Recolectamos 41 muestras de agua de mar (~ 120 L cada una; ~ 100 L y ~ 20 L para mediciones de radiocesio y 228Ra, respectivamente) de la superficie del mar (profundidades de 0–2 m) en y alrededor de la región de Doto entre septiembre de 2020 y enero de 2022 durante las expediciones de los R/V Hokko Maru, Wakataka Maru y Soyo Maru.

Los procedimientos químicos para recolectar cesio radiactivo y 228Ra de muestras de agua de mar se detallan en otro lugar26,27. El 134Cs y el 137Cs se separaron cuantitativamente mediante coprecipitación agregando 1,04 g de CsCl y 16,0 g de fosfomolibdato de amonio (AMP) a alícuotas de ~ 80–100 L de muestras de agua de mar sin filtrar. Posteriormente, después de ajustar el pH a 1 agregando otra alícuota de ~ 20 L de agua de mar, se agregó un portador de Ba mínimamente contaminado con radio y se precipitó BaSO4 con los isótopos de radio. Los rendimientos químicos fueron del 90 al 93 % para los isótopos de cesio y del 92 al 100 % para los isótopos de radio, según los rendimientos de las fracciones de AMP/C (con un rendimiento medio de eliminación de radiocesio del agua de mar del 95 % durante el tratamiento con AMP) y las fracciones de BaSO4, respectivamente. .

La espectrometría γ de fondo bajo se realizó en todas las muestras de AMP/Cs y BaSO4 utilizando detectores de Ge que se instalaron en el laboratorio subterráneo de Ogoya, Japón28 y se protegieron completamente con plomo antiguo libre de 210Pb. La espectrometría se realizó durante ~ 7 (radiocesio) o ~ 3 (radio) días de conteo. Las concentraciones de 134Cs (605 keV) y 137Cs (662 keV) en las fracciones de AMP/Cs se calibraron utilizando una muestra simulada de AMP/Cs con concentraciones conocidas de 134Cs y 137Cs. Las concentraciones de 226Ra (214Pb; 295 y 352 keV) se calibraron utilizando una muestra simulada con aproximadamente la misma composición química que la de las muestras de agua, incluido el estándar de uranio emitido por New Brunswick Laboratory, EE. UU. (NBL-42–1) y 228Ra (228Ac; 338 y 911 keV), según la curva de eficiencia de detección, respectivamente. La precisión analítica, basada en estadísticas de 1σ, fue de aproximadamente 15 a 40 % para 134Cs, 1 a 2 % para 137Cs, 3 a 8 % para 226Ra y 10 a 30 % para 228Ra.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

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Estamos agradecidos con los investigadores, el capitán y la tripulación a bordo de los R/V Hokko Maru, Wakataka Maru y Soyo Maru por su ayuda durante el muestreo. Esta investigación fue financiada en parte por la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (JSPS) KAKENHI (nº de subvención JP18K11615 y 21H03575). Los mapas de las figuras se dibujaron utilizando Ocean Data View ver. 5.5.1 (http://odv.awi.de).

Laboratorio de radiactividad de bajo nivel, Universidad de Kanazawa, O-24, Nomi, Ishikawa, 923-1224, Japón

Mutsuo Inoue, Kaisei Mashita, Hiroaki Kameyama, Hayata Mitsunushi, Yota Hatakeyama y Seiya Nagao

Instituto de Recursos Pesqueros, 116 Katsurakoi, Kushiro, Hokkaido, 085-0805, Japón

Yukiko Taniuchi y Takuya Nakanowatari

Instituto de Recursos Pesqueros, 2-12-4, Fukuura, Kanazawa, Yokohama, 236-8648, Japón

Takami Morita

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MI diseñó el estudio y escribió el documento. KM, HK, HM e YH realizaron las mediciones de radiocesio y radio. YT, TN y TM realizaron muestreos de agua de mar. SN supervisó el proyecto.

Correspondencia a Mutsuo Inoue.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Inoue, M., Mashita, K., Kameyama, H. et al. Transporte a escala subártica de 134C a la superficie del océano frente al noreste de Japón en 2020. Sci Rep 13, 7524 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34775-8

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Recibido: 27 diciembre 2022

Aceptado: 08 mayo 2023

Publicado: 09 mayo 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-34775-8

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