Takaisin

Radioaktiiviset aineet voivat siirtyä kasveihin odotettua tehokkaammin silloin, kun maaperän alkuainepitoisuudet ovat pieniä

Väitös radioekologian alalta 
Väittelijä FM Tiina Tuovinen 
Väitösaika ja -paikka 16.12.2016, 14.00, MS301, Medistudia, Kuopion kampus 

Perinteinen mallinnustapa voi aliarvioida radioaktiivisten aineiden siirtymistä kasveihin silloin, kun maaperän alkuainepitoisuudet ovat pieniä, kuten pohjoisen havumetsävyöhykkeen maaperässä tyypillisesti on. Esitetty uusi malli kuvaa siirtymistä todenmukaisemmin ja voi siksi kehittää mallinnusta.

Nämä asiat selvisivät FM Tiina Tuovisen väitöskirjatyössä, jossa tutkittiin ydinpolttoainekiertoon liittyvien alkuaineiden siirtymisen lineaarisuutta pohjoisen havumetsävyöhykkeen ekosysteemeissä. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää ydinpolttoainekiertoon ja kaivostoimintaan liittyvässä riskinarvioinnissa, jossa selvitetään ihmisille ja muille eliöille mahdollisesti koituvia riskejä.

Väitöskirjatyössä tutkittiin alkuaineiden siirtymistä maaperästä kasveihin metsässä, radiocesiumin siirtymistä vedestä kaloihin järvissä ja alkuaineiden siirtymistä maaperästä kasveihin ja lieroihin sekä kasvista kotiloihin kokeellisissa systeemeissä. Maaekosysteemeissä tutkittiin uraanin, koboltin, lyijyn, molybdeenin, nikkelin, sinkin ja toriumin siirtymistä, koska näiden alkuaineiden radioisotoopit liittyvät ydinpolttoainekiertoon.

Tutkimuksissa havaittiin, että siirtyminen eliöihin oli tehokkainta silloin, kun alkuaineen pitoisuus maassa tai vedessä oli pieni. Tällaisen epälineaarisuuden huomioon ottamisen todettiin voivan vaikuttaa radioekologisten mallien ennusteisiin merkittävästi: perinteisesti käytetyt lineaariset siirtokertoimet voivat muun muassa aliarvioida eliöiden radionuklidipitoisuuden silloin, kun alkuaineen pitoisuus maaperässä on matala. Tutkimuksessa kehitettiin uudenlainen mallintamistapa, joka huomioi epälineaarisuuden ja siksi kuvaa siirtymistä eliöihin lineaarista mallia todenmukaisemmin ja tarkemmin.

Suomessa on neljä toimivaa ydinvoimalaa ja viidettä suunnitellaan, lisäksi Olkiluotoon valmistuu todennäköisesti maailman ensimmäinen korkea-aktiivisen ydinjätteen loppusijoituslaitos. Radioekologian uusiin haasteisiin kuuluukin ydinjätteen loppusijoituksen riskien arviointi, jossa avainprosessiksi biosfääriin siirtymiselle muodostuu radioaktiivisten aineiden otto maaperästä kasveihin. Siirtymistä kuvataan perinteisesti siirtokertoimella, jonka käyttöön liittyy oletus, että alkuainepitoisuus kasvissa kasvaa lineaarisesti maaperän alkuainepitoisuuden kasvaessa. Siirtymistä pohjoisella havumetsävyöhykkeellä on tärkeää tutkia, koska olemassa oleva tieto on kerätty pääasiassa lauhkeammilta alueilta ja erilaiset ympäristöolosuhteet rajoittavat hankitun tiedon käyttöä.

Uutta radioekologiassa on myös eliökunnan säteilysuojelu, minkä takia tutkimuksessa keskitytään ravintoverkon avainlajeihin eikä pelkästään lajeihin, jotka ovat tärkeitä ihmiseen päättyvissä ravintoketjuissa. Koska kaivostoiminnasta alkavasta ja ydinjätteen loppusijoitukseen päättyvästä ydinpolttoainekierrosta voi vapautua useiden alkuaineiden radioaktiivisia isotooppeja, tarvitaan tietoa useiden alkuaineiden käyttäytymisestä Suomen luonnossa.

FM Tiina Tuovisen väitöskirja Transfer of elements related to the nuclear fuel cycle – Evaluation of linearity in boreal ecosystems (Ydinpolttoainekiertoon liittyvien alkuaineiden siirtymisen lineaarisuuden evaluointi pohjoisissa ekosysteemeissä) tarkastetaan Itä-Suomen yliopiston Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä on professori Jukka Lehto, Helsingin yliopisto ja kustoksena professori Jukka Juutilainen, Itä-Suomen yliopisto.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/10713?encoding=UTF-8