Published October 15, 2014 | Version v1
Miscellaneous

Diffusion of radionuclides in soil through fallout studies

Description

Madagascar soil undergoes irreversible damage caused by erosion. To tackle this problem, Malagasy researchers use nuclear technology developed by IAEA member countries. The diffusion coefficient of radionuclide fallout, such as 137Cs and 210Pb, allows to study the vertical distribution of the radionuclide and to estimate the rate of soil loss in the study area. We studied the distribution of 137Cs and 210Pb excess from soil samples taken from five references sites. The sample cores were collected, stored and conditioned. For this work, we used an ORTEC gamma spectrometry system. The 137Cs activity was calculated from the peak at 661.65 keV and that of the total 210Pb from the peak at 46.5 keV. The activity of supported 210Pb is calculated from the 214Bi peak at 609.5 keV. Lead-210 activity in excess was determined as the difference between the total 210Pb activity and supported 210Pb activity. To calculate the diffusion coefficient and the migration rate, we used the method developed by D.Walling. This method provides an approximate value of diffusion-migration coefficient without going through the resolution of the differential diffusion equation. We used MS Excel spreadsheet to fit the depth profiles from the surface. Most profiles obtained have a high diffusion coefficient. We can say that the quality of fitting influences the accuracy and precision of the diffusion coefficient. 137Cs profiles obtained give migration coefficients of between 0.38 and 0.55 kg.m-2.a-1. These values are coherent with the diffusion and migration model. The quality of the smoothing has little influence on the value of the migration coefficient. In conclusion, the results obtained from the diffusion model are generally acceptable, and they helped to make a database on migration-diffusion parameters.

Availability note (English)

Available from Madagascar INSTN, B.P. 4279 Antananarivo (Madagascar)

Abstract (French)

A Madagascar, le sol subit un degat irreversible cause par l'erosion. Afin de resoudre ce fleau, les chercheurs malgaches appliquent des techniques nucleaires utilises par les scientifiques des pays membres de l'AIEA. La connaissance du coefficient de diffusion des radionucleides de retombees, tels que le 137Cs et 210Pb , permet d'etudier la distribution verticale du radionucleide et d'estimer le taux de deplacement du sol sur la zone etudiee. On a etudie la diffusion du 137Cs et du 210Pb en exces a partir des echantillons de sol preleves sur cinq sites de references. Les ehantillons ont ete preleves sous forme de carotte puis stockes et conditionnes. Pour realiser ce travail, on a utilise une chaine de spectrometrie gamma ORTEC. L'activite du 137Cs est calculee a partir du pic a 661,65 keV et celle du 210Pb total a partir du pic a 46,5 keV. L'activite du 210Pb supporte est calculee a partir du pic de 214Bi a 609,5 keV. On a mesure l'activite du plomb-210 en exces en faisant la difference entre l'activite du 210Pb total et l'activite du 210Pb supporte. Pour calculer le coefficient de diffusion et la vitesse de migration du radionucleide, on a utilise la methode developpee par Walling D. Cette methode permet d'obtenir une valeur approximative des parametres de diffusion-migration sans passer par la resolution de l'equation differentielle de diffusion. On a utilise le logiciel tableur MS Excel pour lisser les profils verticaux du sol. La majorite des profils obtenus presente un coefficient de diffusion superieur a la valeur maximale fixee par le modele de diffusion. On peut dire que la qualite du lissage influence sur la precision et sur l'exactitude du coefficient de diffusion. Les profils de 137Cs obtenus donnent un coefficient de migration comprise entre 0,38 et 0,55 kg.m-2.a-1. Ces valeurs sont comprises entres les valeurs limites fixees par le modele. La qualite du lissage a donc peu d'influence sur la valeur du coefficient de migration. Pour conclure, les resultats obtenus a partir du modele de diffusion sont en general acceptables, et ils nous ont permis de realiser une base de donnees sur les parametres de diffusion-migration.

Additional details

Additional titles

Original title (French)
Diffusion des radionucleides dans le sol a travers l'etude des retombees

Publishing Information

Publisher
INSTN-Madagascar
Imprint Place
Antananarivo (Madagascar)
Imprint Pagination
[85 p.]

Optional Information

Notes
20 refs., 11 tabs., 30 figs.
Funding organization
INSTN-Madagascar, Antananarivo (Madagascar)