Distribution and content of different artifical radio nuclides in the water of the North Sea during the years 1977 to 1981 (complemented with some results from 1982 to 1984)

Summary The measured concentrations of¹³⁷Cs in the water of the North Sea gained during the years 1977 to 1982 largely confirm the results found in the preceding years (Fig. 1). After a distinct maximum in 1978 — brought about by a particularly strong influx during 1977 — the total quantity of¹³⁷Cs present in the North Sea has reced, to around half of these peak values by the year 1982 (Table 1).On the way from the Sellafield Works near the Irish Sea as far as into the North Sea, a strong shift of the¹³⁷Cs:⁹⁰Sr ratio in favour of the⁹⁰Sr can be observed.By following the temporal course of that ratio at different measurement points, a transport time can be deduced of around 3 years between the Sellafield Works and the Pentland Firth; a further year would be needed to reach into the southeastern North Sea.The ratio Cs:Sr furthermore permits, in the southeastern North Sea, a good distinction between the watermasses comming from the north into the North Sea with respect to those that come through the Channel from the South. These masses practically flow side by side until about the entrance to the Skagerrak.The vertical distribution of the¹³⁷Cs shows, as is to be expected, seasonally conditioned differences. However, effects also occur, which — on the basis of the data available to date — do not yet permit a clear explanation.The⁹⁰Sr, as well as the^239+240Pu, present in the North Sea show an analogous distribution scheme compared with that of the¹³⁷Cs. Their concentrations lie far below that of the¹³⁷Cs (⁹⁰Sr 17.5%;^239+240Pu 0.03%).Tritium, on the other hand — with essentially higher concentrations — shows a completely different distribution, because it is principly introduced via the freshwater flowing in from the land.

---

Verteilung und Gehalt verschiedener künstlicher Radionuklide im Wasser der Nordsee in den Jahren 1977 bis 1981 (ergänzt durch einige Ergebnisse von 1982 bis 1984)

Zusammenfassung Die in den Jahren 1977 bis 1982 gewonnenen Meßdaten der Aktivitätskonzentrationen von¹³⁷Cs im Wasser der Nordsee bestätigen weitgehend die in den vorhergehenden Jahren gefundenen Ergebnisse (Fig. 1) Nach einem deutlichen Maximum im Jahre 1978 — hervorgerufen durch eine besonders starke Zufuhr im Jahre 1977 —ist die in der Nordsee insgesamt vorhandene Menge an¹³⁷Cs bis zum Jahre 1982 wieder auf rund die Hälfte zurückgegangen (Tab. 1).Auf dem Weg von den Sellafield Works an der Irischen See bis in die Nordsee ist eine starke Verschiebung des¹³⁷Cs:⁹⁰Sr Verhältnisses zugunsten des⁹⁰Sr zu beobachten.Aus dem zeitlichen Verlauf dieses Verhältnisses an verschiedenen Meßpunkten ergeben sich Transportzeiten zwischen den Sellafield Works und dem Pentland Firth von rund 3 Jahren; bis in die südöstliche Nordsee wird ein weiteres Jahr benötigt.Das Verhältnis Cs:Sr erlaubt außerdem in der südöstlichen Nordsee eine gute Unterscheidung der aus der Nordsee bzw. durch den Kanal von Süden kommenden Wassermassen, die praktisch nebeneinander her bis etwa zum Beginn des Skagerraks fließen.Die Vertikalverteilung des¹³⁷Cs zeigt, wie zu erwarten ist, jahreszeitlich bedingte Unterschiede. Es treten aber auch Effekte auf, die sich anhand der bisher vorliegenden Daten noch nicht eindeutig erklären lassen.Das in der Nordsee vorhandene⁹⁰Sr sowie das^239+240Pu zeigen ein analoges Verteilungsschema verglichen mit dem des¹³⁷Cs. Ihre Konzentrationen liegen weit unter der des¹³⁷Cs (⁹⁰Sr 17,5%,^239+240Pu 0,03%).Das Tritium zeigt bei wesentlich höheren Konzentrationen dagegen eine völlig andere Verteilung, da seine Hauptzufuhr im wesentlichen über das von Land her zufließende Süßwasser erfolgt.

---

Distribution et teneur de differents radionucleides artificiels, dans les eaux de la Mer du Nord entre les années 1977 et 1981 (completes par quelques résultats de 1982 à 1984)

Résumé Les mesures de concentration du Césium 137 dans les eaux de la Mer du Nord, acquises entre les années 1977 et 1982, confirment largement les résultats obtenus au cours des années précédentes. Après un net maximum en 1978 — occassionné par un apport particulièrement fort en 1977 — la quantité totale de Césium 137 présent en Mer du Nord a régressé,jusqu'en 1982, aux alentours de la moitié de ces valeurs maximales.Il a pu être observé une modification importante du rapport Césium 137/Strontium 90, en faveur du Strontium 90, sur le trajet de Sellafield Works prés de la Mer d'Irlande jusqu'à la Mer du Nord.En suivant l'évolution temporelle de la valuer de ce rapport en différents points de mesure, on peut en déduire une durée de transport d'environ 3 ans entre Sellafield Works et Pentland Firth; une année supplémentaire est ensuite nécessaire pour pénétrer en Mer du Nord Sud-orientale.En Mer du Nord Sud-orientale, le rapport Césium/Strontium permet en outre d'effectuer une nette distinction entre les masses d'eau pénétrant respectivement par le Nord dans la Mer du Nord et celles pénétrant par le Sud et venant de la Manche. Ces masses d'eau s'écoulent pratiquement côte à côte jusqu'à l'entrée du Skagerrak.Comme l'on pouvait s'y attendre, la distribution verticale du Césium est différente suivant les saisons. Cependant il apparaît également des effects qui, sur la base des données disponibles à ce jour, ne s'expliquent pas encore clairement.Le Strontium 90 aussi bien que le Plutonium 239+240 présent dans la Mer du Nord, montrent une distribution comparable, analogue à celle du Césium 137. Leurs concentrations sont bien inférieures à celle du Césium 137 (Strontium 90 17,5%; Plutonium 239+240 0,03%).Le tritium d'autre part, — avec des concentrations significativement plus fortes —montre une distribution complètement différente, due principalement au fait qu'il est introduit par l'intermédiaire de l'écoulement d'eau douce provenant de la terre.