Matières radioactives, y compris ¹³⁷ Cs (césium-137, demi-vie :30,1 ans) ont été rejetés dans l'environnement à la suite de l'accident de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi. Cela fait environ 10 ans depuis l'accident, mais ¹³⁷ Cs reste dans l'environnement, surtout dans les forêts. De nombreux chercheurs ont étudié la dynamique et les processus de transport des matières radioactives dans l'environnement. Il a été constaté que des matières radioactives sont transportées avec le transfert d'eau et de sédiments. En mettant l'accent sur les eaux d'amont boisées où les matières radioactives restent en grande quantité, il a été rapporté que la concentration de radiocésium dissous dans l'eau des cours d'eau augmente lors de fortes pluies.

L'eau de pluie ne contenant pas de césium radioactif, le groupe de recherche dirigé par le professeur adjoint Koichi Sakakibara de la faculté des sciences de l'Université de Shinshu était curieux de savoir pourquoi la concentration de césium radioactif dans l'eau des cours d'eau augmentait lors de fortes pluies sans se diluer. L'équipe de recherche a pensé que le césium radioactif aurait pu s'échapper de la litière forestière et a effectué des tests de lixiviation. Ils ont découvert qu'une grande quantité de césium radioactif s'échappait de ces déchets forestiers.

L'étape suivante consistait à poser la question, "Pourquoi plus de césium radioactif s'échappe-t-il de la litière forestière lors de fortes pluies, quand la litière forestière est encore sur le sol forestier quand il ne pleut pas ? (Informations générales :la plupart des eaux de pluie qui tombent sur les forêts s'infiltrent dans la zone souterraine. La principale raison de l'augmentation du volume d'eau des cours d'eau pendant les précipitations dans les forêts est le rejet d'eaux souterraines. Les eaux souterraines ne contiennent presque pas de césium radioactif.) Ainsi, la recherche groupe s'est mis à résoudre le mystère, "Comment le radiocésium dérivé de la litière est-il ajouté à l'eau des cours d'eau pendant une tempête de pluie?"

Contrairement au processus pluie-ruissellement, qui se concentre souvent uniquement sur les précipitations et le ruissellement, cette étude a porté sur le processus de conversion des précipitations en ruissellement, comme la variation du niveau de la nappe phréatique, la génération de surface saturée en fond de vallée, et la variation de la qualité de l'eau et de l'âge de l'eau pendant les précipitations. Par conséquent, la réponse au problème à résoudre dans cette étude est que le facteur principal est l'expansion de la zone de contact entre l'eau et la litière en raison de l'expansion de la surface saturée causée par l'élévation du niveau de la nappe phréatique dans la source forestière. Bien que les recherches antérieures aient eu tendance à se concentrer uniquement sur la cause (pluie) et l'effet (ruissellement), Le professeur adjoint Sakakibara déclare, "nous avons montré que la percée pour résoudre la raison inexpliquée réside dans le fait que la cause (pluie) est convertie en effet (ruissellement)."

L'incertitude des résultats est inévitable lors de la recherche dans l'environnement naturel. Comment les résultats diffèrent-ils lorsque l'étude est menée à des moments et des lieux différents ? Quelle erreur y a-t-il dans les résultats en raison de l'hétérogénéité des échantillons acquis de l'environnement ? Telles sont quelques-unes des questions auxquelles il faut répondre. Dans la présente étude, les questions suivantes ont été posées en profondeur :1) si les mêmes conclusions peuvent être tirées pour des forêts autres que la forêt cible, 2) si les échantillons collectés pour l'étude sont représentatifs de la région de Fukushima, et 3) si les résultats sont affectés par des différences dans le moment où la litière tombe des arbres et le degré de décomposition. Sakakibara dit, "La partie la plus difficile était de trouver une réponse ou une idée claire à ces incertitudes."

Le professeur adjoint Sakakibara dit :« l'état et le transport des matières radioactives dans l'environnement sont complexes et doivent être étudiés à long terme. La demi-vie des ¹³⁷ Cs est de 30 ans. Les résultats de cette étude n'ont que partiellement clarifié cette question. Les rivières qui se déversent de la zone forestière s'écoulent en aval jusqu'à l'océan. Nous voudrions clarifier l'ensemble de la voie et du processus des matières radioactives provenant des forêts dans le processus hydrologique de la source à l'océan. Nous pensons que ces découvertes sont essentielles pour créer un environnement sûr et sécurisé ainsi qu'un avenir et des moyens de subsistance durables."

La recherche a été publiée dans Science de l'environnement total .