Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Several radioactive nuclides were deposited in Sweden after the Chernobyl accident in 1986. The greatest attention was given to 137Cs because of its relative long physical half life of about 30 years. 137Cs will be present in nature for more than 100 years before it has vanished completely. When radiocaesium decays to a stable end product ionizing radiation is emitted, which can cause cancer in humans that has been exposed to a high radiation dose. Radiocaesium behaves like potassium and is easily taken up into biological systems. It is important to know how 137Cs behaves in nature to be able to minimize the risk towards humans.

In this study the content and transfer of 137Cs in agricultural crops were investigated at a number of farms in the counties of Uppsala, Västmanland and Gävleborg in 2005. The study was a follow-up on earlier sampling accomplished in 1986-2003 on the same farms. The
crops sampled and analysed for 137Cs-activity were mainly ley and pasture, only a couple of samples were taken on cereals and leguminous plants.

The results from 2005 showed that the changes in the 137Cs-content in the sampled crops were small compared to the last sampling in 2003. The mean 137Cs-content was merely the same in the samples from ley and pasture and it was very low in the samples from the cereals and the leguminous plants. The results from 1986-2005 showed a remarkable high reduction of both the transfer and the content of 137Cs between 1986 and 2005. The highest reduction was found the first two years after the Chernobyl accident and the level was relatively low and kept on a steady state during the years between 1988 and 2005. The highest 137Cs-content was found on peat soils and coarse mineral soils with a low content of both non-exchangeable and exchangeable potassium and low cultivation rate and a high deposition of 137Cs after the Chernobyl accident.

The study also concluded a case study on a dairy farm in the county of Gävleborg. The aim of the case study was to calculate a stable balance for 137Cs. Samples were taken in the cowshed and on the pasture between July and October in 2005. The samples were analysed for 137Cs. Stable balance calculations were accomplished for the grazing period and the winter period for one cow during a month.

The 137Cs-contents were generally low, which gave a great uncertainty in the stable balance calculations. The results showed that 137Cs behaves like potassium in the way that the internal flows on the farm are the biggest flows on the dairy farm. The calculations also showed that the fodder from the grass and forage crops had higher content of 137Cs compared to the cereals and fodder concentrate.

Av de radioaktiva nukliderna som deponerades i Sverige efter Tjernobylolyckan har främst
137Cs uppmärksammats på grund av att den har en relativt lång fysikalisk halveringstid på
drygt 30 år. 137Cs kommer att finnas kvar i naturen i flera hundra år innan det har försvunnit
helt. När radiocesium sönderfaller till en stabil slutprodukt utsänds joniserande strålning, som
kan ge upphov till cancerskador på människor som utsätts för höga stråldoser. Radiocesium är
kemiskt likt kalium och upptas snabbt i biologiska system. Det är viktigt att känna till hur
137Cs uppträder i naturen för att kunna minimera riskerna för människan.
I studien undersöktes halterna och överföringen av 137Cs i jordbruksgrödor på ett antal utvalda
jordbruksmarker i Uppsala, Västmanlands och Gävleborgs län år 2005. Provtagningarna var
en uppföljning av tidigare års mätningar 1986-2003 på samma jordbruksmarker. Grödorna
som provtogs och analyserades på 137Cs-halten var främst vall och bete, det togs även några få
spannmåls- och baljväxtprover.
Resultaten från 2005 visade att det inte hade skett någon större förändring av 137Cs-halten i de
provtagna grödorna sedan förra provtagningen 2003. Medelvärdet för 137Cs-halten var ungefär
lika stor i vall- och betesproverna och ej påvisbar eller väldigt låg i spannmåls- och
baljväxtproverna. Resultaten från perioden 1986-2005 visade att både överföringen och halten
av 137Cs hade minskat markant mellan åren 1986 och 2005. Minskningen var störst under de
första åren för att sedan plana ut och bibehållas på en relativt låg och jämn nivå. De högsta
137Cs-halterna återfanns på mulljordar eller grovkorniga mineraljordar med låg halt av både
icke-utbytbart och utbytbart kalium som inte bearbetas eller sällan bearbetas och som utsattes
för en hög deposition efter Tjernobylolyckan.
Studien innehöll även en fördjupningsstudie på en mjölkgård i Gävleborgs län som syftade till
att beräkna en stallbalans för 137Cs. Mellan juli och oktober 2005 togs prover i ladugården och
på betet på mjölkgården, proverna analyserades sedan på 137Cs-halten. Beräkningar gjordes
för en stallbalans under betesperioden och en stallbalans under installningsperioden för en
mjölkko under en månad.
137Cs-halterna var generellt låga, vilket gav en stor osäkerhet i beräkningarna av
stallbalanserna. Resultaten visade att 137Cs liknar kalium på så sätt att de inre flödena på
gården utgör det största flödet på en gård med mjölkproduktion samt att grovfoder generellt
har högre halter av 137Cs än kraftfoder.