Så beräknas spridning av radioaktiva utsläpp till atmosfären

Kärnkraftsolyckor kan leda till utsläpp av radioaktivitet i atmosfären. Utsläppen kan vara i form av radioaktiva gaser eller fina partiklar som sedan transporteras och sprids med vindarna över stora avstånd. Meteorologiska spridningsmodeller används för att göra beräkningar och prognoser på hur radioaktiva utsläpp kan spridas.

SMHI gör kontinuerliga beräkningar och prognoser på hur utsläpp från europeiska kärnkraftverk vid en eventuell kärnkraftsolycka skulle spridas och har beredskap att med kort varsel påbörja beräkningar för godtyckligt kärnkraftverk på norra halvklotet.

Sedan olyckan i Tjernobyl 1986 utför SMHI med hjälp av väderprognoser kontinuerliga beräkningar på hur partiklar i atmosfären sprids i syfte att hålla en beredskap vid ett eventuellt kärnkraftshaveri i Europa. Informationen uppdateras var sjätte timme och finns tillgänglig för Strålsäkerhetsmyndigheten.

Meteorologiska beräkningar av spridning

Meteorologiska spridningsmodeller, som drivs med hjälp av kontinuerligt uppdaterade väderprognoser, används för att ge information om hur det radioaktiva utsläppet kommer att spridas de kommande fem dagarna. En sådan modell beskriver spridningen i hela atmosfären från marken upp till ca 10 km höjd. Hänsyn tas också till nederbörd som medför att radioaktiviteten deponeras på marken.

Det radioaktiva utsläppets storlek är helt avgörande för hur höga halterna kan bli i luften och hur mycket som faller ner på marken. Riskområdet förändras med den höjd som den radioaktiva rökplymen stiger till, på grund av värmen i utsläppet, tillsammans med de varierande vind- och nederbördsförhållandena. Spridningen är normalt sådan att de högsta halterna av radioaktiva ämnen och de största stråldoserna återfinns i omedelbar närhet av kärnkraftverket.

Vid själva utsläppet når den radioaktiva plymen ofta upp till ca 200-600 m höjd. I samband med Tjernobylolyckan var dock värmeinnehållet inledningsvis extremt stort och plymen nådde då ca 2 km höjd.

Perioder då utsläppet från kärnkraftverket snabbt varierar i såväl mängd emitterad radioaktivitet som höjd på rökplymen, uppstår svårigheter att göra säkra prognoser över tid och prognoser över stora områden.

SMHI kan, på begäran från Strålsäkerhetsmyndigheten, göra särskilda spridningsberäkningar. Så skedde till exempel 2011 vid kärnkraftsolyckan i japanska Fukushima. Nödvändiga väderprognoser hämtades då från det europeiska vädercentret ECMWF. Beräkningarna uppdaterades två gånger per dygn.

Tolkningen av resultat från spridningsberäkningar som dessa kräver ingående kärnkraftsteknisk kunskap om aktuellt läge, därför distribueras resultaten endast till Strålsäkerhetsmyndigheten. För att öka värdet av SMHIs beräkningsresurser kan Strålsäkerhetsmyndigheten själva initiera beräkningar vid SMHI och visualisera i egna arbetsverktyg.

Identifiering av ursprung till uppmätta halter av radioaktivitet

Vid radiologiska händelser finns genom IAEA ett internationellt avtal för tidig varning när en incident vid ett kärnkraftverk skulle kunna eskalera. I de sammanhangen är spridningsberäkningar också viktiga för planering inför möjlig händelse. SMHI är nationell kontaktpunkt i detta avtal, med uppdrag att föra varningar vidare till berörda myndigheter.

Händelser inträffar dock utan tidigare varning men ger utslag i radiologiska mätningar. I de sammanhangen finns behov att från mätningar söka sig bakåt till möjliga utsläppspunkter. Här kan då också spridningsmodeller användas men då med beräkningarna bakåt i tiden. I vissa fall härrör utsläppen från medicinsk produktion av radionuklider, eller från upparbetning av utbränt kärnbränsle. I en del fall kan utsläppen vara okända för personal vid de anläggningar där det sker. En sådan händelse var Algeciras 1998 (södra Spanien) där radioaktivt restmaterial av misstag hamnade på en deponi från just en anläggning för radionuklider för medicinskt bruk. Tjernobyl olyckan som vid tiden spårades med bakåt-trajektorier från mätningar i bland annat Sverige blev också utgångspunkten för det internationella avtalet om tidig varning