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Radioactive fallout from hypothetical nuclear weapon detonations over Central Europe
a model study
Anna Zinkl
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Meteorology and Climate Science
Betreuer*in
Andreas Stohl
DOI
10.25365/thesis.81709
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-31311.65813.669425-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Arbeit untersucht die atmosphärische Ausbreitung und Deposition radioaktiver Stoffe, nämlich Cäsium (Cs-137) und Xenon (Xe-133), nach hypothetischen Nukleardetonationen von einer 100 kt TNT-äquivalenten Plutonium-Bombe mit dem Fokus möglicher Auswirkungen auf Österreich. Dafür wurden mit dem Lagrange’schen Partikeldispersionsmodell FLEXPART v11 insgesamt je Quellenstandort 732 Simulationen für das Jahr 2024 durchgeführt, das bedeutet 1 464 Simulationen insgesamt. Betrachtet wurden zwei tägliche Freisetzungszeitpunkte sowie zwei Quellorte in der Nähe Österreichs: die RAMSTEIN Air Base in Deutschland und die AVIANO Air Base in Italien. Die Ergebnisse zeigen, dass Ausbreitung und Deposition vor allem von den täglichen meteorologischen Bedingungen abhängen und kein eindeutiger saisonaler Zyklus erkennbar ist. Zwar traten im Sommer, insbesondere im Juli und August, etwas höhere mittlere Depositionswerte auf, ein belastbares saisonales Muster konnte auf Basis eines einzigen Jahres jedoch nicht nachgewiesen werden. Als dominierender Mechanismus erwies sich die durch Niederschlag produzierte Deposition, während der Wind die Transportwege und die Lage von Hotspots maßgeblich bestimmte, besonders für die Ausbreitung von Xenon. Der Vergleich der beiden Quellszenarien zeigt, dass AVIANO für Österreich deutlich kritischer ist als RAMSTEIN, vor allem aufgrund der geringeren Entfernung zur österreichischen Grenze und dem umliegenden Bergland. Zudem hatte der Freisetzungszeitpunkt (Tag oder Nacht) keinen systematischen Einfluss auf die Ergebnisse, aber 12 Stunden später kann sich ein ganz anderes Depositions- und Konzentrations-Muster ergeben. Insgesamt zeigt die Arbeit, dass eine radioaktive Belastung Österreichs stark vom jeweiligen meteorologischen Szenario abhängt und nicht jede Detonation zwangsläufig eine Auswirkung auf Österreich hat.
Abstract
(Englisch)
This thesis investigates the atmospheric dispersion and deposition of radioactive substances, namely caesium (Cs-137) and xenon (Xe-133), following hypothetical plutonium-based nuclear detonations, with a focus on potential impacts on Austria. The hypothetical bombs had a yield of 100 kt TNT-equivalent. Using the Lagrangian particle dispersion model FLEXPART v11, 732 simulations per source location were conducted for the year 2024, resulting in a total of 1,464 simulations. Two daily release times (01:00 and 13:00 UTC) and two source locations close to Austria were considered: RAMSTEIN Air Base in Germany and AVIANO Air Base in Italy. The results show that dispersion and deposition are controlled mainly by short-term meteorological conditions rather than by a clear seasonal cycle. Although higher monthly mean deposition occurred during summer, particularly in July and August, no robust seasonal pattern could be identified based on a single year of analysis. Wet deposition was found to be the dominant removal mechanism, while wind strongly influenced transport pathways and hotspot locations, especially for xenon. A comparison of the two source regions showed that AVIANO represents the more critical scenario for Austria due to its proximity to the Austrian border and the surrounding mountain region. It produced higher deposition values in Austria and more frequent cases of persistent Xe-133 concentrations. No systematic differences in dispersion patterns were observed between daytime and nighttime releases, although shifting the release time by 12 hours can lead to substantially different deposition and concentration patterns. Overall, the study demonstrates that radioactive contamination in Austria is highly scenario-dependent.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Radioaktiver Niederschlag Aerosolverteilung FLEXPART Xenon-133 Cäsium-137 Atombombe
Schlagwörter
(Englisch)
Radioactive Fallout Aerosol Dispersion Caesium-137 Nuclear Bomb
Autor*innen
Anna Zinkl
Haupttitel (Englisch)
Radioactive fallout from hypothetical nuclear weapon detonations over Central Europe
Hauptuntertitel (Englisch)
a model study
Paralleltitel (Deutsch)
Modellstudie des Radioaktiven Niederschlags hypothetischer Atombombendetonationen über Mitteleuropa
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
xi, 133 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Andreas Stohl
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.84 Meteorologie. Sonstiges
AC Nummer
AC17968881
Utheses ID
81863
Studienkennzahl
UA | 066 | 614 | |