Surveillance de la radioactivité provenant de Fukushima dans le Pacifique Nord
Nous avons mesuré la contamination radioactive océanique dans les eaux canadiennes du Pacifique depuis le rejet de rayonnement de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi endommagée en 2011.
La concentration de césium 137 (137Cs) dans le nord-est de l’océan Pacifique à la suite du rejet de matières radioactives provenant de Fukushima a atteint un sommet de 8,5 Bq/m3 en 2016. Cette concentration est bien en deçà des recommandations canadiennes pour la qualité de l’eau potable, pour lesquelles la concentration maximale acceptable (CMA) est de 10 000 Bq/m3. Par conséquent, ces teneurs ne représentent pas une menace radiologique pour la santé humaine ou l’environnement.
Bien que ces résultats laissent à penser que le rayonnement généré par l’accident de Fukushima ne représente pas une menace pour le Canada, des études continues et à long terme comme celle-ci permettent aux scientifiques de mieux évaluer les effets potentiels de futurs rejets de matières radioactives dans les océans sur les humains et l’environnement.
Recherche
Le 11 mars 2011, un puissant séisme de magnitude 9,0 a déclenché un tsunami au large de la côte japonaise. Ce séisme a gravement endommagé la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi, ce qui a entraîné le rejet d’un panache radioactif dans l’atmosphère et l’océan. Le grand panache océanique qui en est résulté a rapidement été dissipé par les courants, la force des marées et les remous dans les eaux côtières agitées au large du Japon, mais une part importante de celui-ci a été transportée vers l’est par les systèmes de courants Oyashio et Kuroshio.
Peu après l’accident, nous avons mis sur pied un programme de surveillance des océans pour détecter l’arrivée de la radioactivité provenant de Fukushima dans l’est du Pacifique Nord et dans l’océan Arctique. En juin 2011, nous avons commencé à mesurer les isotopes du césium (Cs) 134Cs et 137Cs sur la ligne P, qui est une série historique de stations océanographiques s’étendant sur 1500 km vers l’ouest depuis la Colombie-Britannique jusqu’à l’intérieur du tourbillon océanique de l’Alaska dans le Pacifique Nord. Chaque année, des échantillons ont également été prélevés à partir de navires dans la mer de Béring et l’océan Arctique en vue de constituer une série chronologique détaillée de l’écoulement et du devenir ultime de la contamination provenant de Fukushima.
Les données recueillies dans le cadre de la présente étude représentent les premières étapes d’un programme de surveillance de la radioactivité provenant de Fukushima sur la ligne P et dans les eaux arctiques et subarctiques, programme qui s’est poursuivi jusqu’en 2022 et qui a permis de documenter avec une précision inégalée le rejet de la radioactivité de Fukushima dans l’océan mondial.
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Figure 1. Rejets de 134Cs et 137Cs de Fukushima
Les rejets de 134Cs et de 137Cs provenant de l’accident de Fukushima en 2011 ont été transportés vers l’est de l’autre côté du Pacifique par les courants subarctique et du Pacifique Nord, puis vers le nord pour atteindre la ligne P (une ligne d’échantillonnage du MPO) à la limite est du tourbillon océanique de l’Alaska. Nous avons constitué une série chronologique de mesures de la contamination provenant de Fukushima à l’occasion de plusieurs croisières effectuées depuis 2011.
Chronologie des résultats
- En juin 2012 (environ 1,3 an après l’accident), une petite quantité de 134Cs a été détectée à l’extrémité ouest de la ligne P. Les mesures de cet isotope à vie courte ont révélé qu’il provenait de Fukushima, ce qui a permis aux scientifiques de déterminer quelle portion de l’isotope à plus longue vie, le 137Cs, était dérivée de Fukushima et quelle portion existait déjà en raison des retombées atmosphériques.
- En date de juin 2013, du 134Cs avait été détecté dans les eaux de surface tout le long de la ligne P jusqu’au plateau continental canadien.
- En date de 2014, le 134Cs était mesurable vers le nord jusqu’à la mer de Béring (voir les articles publiés dans Proceedings of the National Academy of Sciences [PNAS] en 2015 et dans Environmental Science and Technology en 2017).
- En 2016, la concentration du 137Cs provenant de Fukushima était d’environ 7 Bq/m3 sur la ligne P. Étant donné que les retombées de 137Cs provenant d’essais atmosphériques d’armes nucléaires effectués dans les années 1950 et au début des années 1960 avaient une concentration moyenne de 1,5 Bq/m3 dans les eaux de surface sur la ligne P, on peut considérer qu’il y a eu une augmentation des concentrations de fond des retombées d’essais d’armes nucléaires d’un facteur d’environ 5. Comparativement aux retombées atmosphériques historiques dans les eaux de surface du Pacifique Nord, cette valeur totale de 8,5 Bq/m3 de 137Cs (le 137Cs de Fukushima et des retombées des essais d’armes nucléaires) mesurée à la station 16 indique que les concentrations de 137Cs dans certaines masses d’eau, comme le courant de l’Alaska, sont temporairement revenues aux concentrations des retombées qui prévalaient au début des années 1970.
- Entre 2018 et 2022, les mesures du 137Cs de Fukushima effectuées dans les mers de Béring et de Beaufort dans le sud de l’océan Arctique ont révélé de faibles concentrations de 137Cs de Fukushima qui ont augmenté les concentrations de fond des retombées d’environ 1 Bq/m3. Cette augmentation correspond au transport de la contamination de Fukushima depuis le courant des Aléoutiennes qui s’écoule vers l’ouest à travers les îles Aléoutiennes et la mer de Béring (voir la figure 1) sur une échelle de temps de 6 à 10 ans à partir du moment de l’accident du réacteur, et concorde avec les prévisions obtenues au moyen d’une simulation par modèle.
Résultats détaillés
Ce graphique présente une comparaison de la série chronologique des concentrations moyennes de 137Cs de Fukushima dans la couche de mélange en surface (de 0 à 150 m) aux stations P4, P16 et P26 sur la ligne P et des résultats d’une simulation par modèle.
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Figure 2. Concentrations mesurées et prévues de 137Cs de Fukushima dans les eaux de surface
Figure 2. Comparaison des concentrations de 137Cs de Fukushima mesurées dans les eaux de surface aux stations P4, P16 et P26 avec les prévisions de la série chronologique du modèle de Rossi (lignes pointillées). En février 2016, les concentrations de 137Cs continuaient d’augmenter à la station P4 au-dessus du plateau, mais avaient commencé à diminuer à la station 26 à l’intérieur du tourbillon subpolaire. Elles ont continué de diminuer à la ligne P jusqu’en 2019, ce qui correspond aux prévisions du modèle.
La série chronologique du modèle pour le 137Cs de Fukushima accuse un léger retard par rapport aux valeurs mesurées à l’endroit le plus à l’ouest (station P26).
Les valeurs mesurées du 137Cs de Fukushima à la station P16 entre août 2015 et février 2016 sont plus élevées que les valeurs du modèle, mais les mesures subséquentes à la station 16 en 2016 et en 2017 appuyaient les résultats du modèle qui prévoyaient une tendance à la baisse de la concentration du 137Cs de Fukushima après 2015.
Le modèle concorde bien avec la série chronologique des valeurs de 137Cs de Fukushima mesurées au bord du plateau continental (station P4), où des facteurs de confusion comme l’émission atmosphérique précoce du 137Cs de Fukushima et la stratification accrue associée aux anomalies de température élevée à la surface de la mer (TSM) peuvent avoir eu une incidence minime.
De façon générale, la comparaison des données mesurées et des résultats du modèle indique que les concentrations de 137Cs de Fukushima dans la couche de mélange en surface à la ligne P étaient les plus élevées en 2015 et en 2016, et qu’elles ont commencé à diminuer en 2017 et en 2018, comme le prédisaient les modèles de circulation.
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