東京に降ったセシウム・フォールアウトについて

福島第一原発の事故による放射性微粒子が数日後に東京にフォールアウトとなり降り注いだ。最新の研究でその詳細が明らかになってきた。フォールアウトの状態は"Glassy Soot"と呼ばれる「水に溶けないガラス状の微粒子」だった。

 

 

このことは放射性物資のほとんどが雨に溶けて運ばれたものではなく、また地上でも水の流れて移動しなかったことを意味している。フォールアウトの核種は高濃度セシウム(Cs)で、人体に対する被曝の影響は現在でも明らかになっていない。この内容は横浜で開催されたゴールドシュミット国際会議で報告された研究の結果である。

事故直後に排出された核種の主なものは(I131を除けば)Cs134(半減期2年)とCs137(半減期30年)であった。九州大学の研究グループは福島から230km以内のフォールアウトを分析した結果、意外な事実が明らかになった。Csは水溶性なので雨水に溶融して地表に降り注ぎ、雨水によって移動していったと考えられていた。(実際雨樋や排水溝には放射線量の高い場所が計測された。)

 

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Source: ex-skf.blogspot.jp

 

分析の結果、微粒子の主成分はFe-Zn酸化物のナノ粒子で、Csの溶け込んだSi酸化物(ガラス)と共存していることがわかった。Siガラスを形成する過程としてメルトダウンにより炉芯とコンクリートの反応と考えられる。微粒子中のCs濃度は4.4x1011Bq/gと高いため、福島の土壌の107〜108倍の放射線量を与える。

微粒子サイズは0.58-5.3μmで、Fe、Cs、Znの他の成分元素はSn、Rb、K、Mn、Cl、Pbであった。一部はAg2Se0.5S0.5、Ag-Te、Sn金属であったことからAgとSe、Teが蒸発したことが示唆される。微粒子は多孔質でCO2とH2Oが溶融時に溶け込んだことを示している。微粒子表面は固化した時に形成される構造を持つため、SiOガラスの固化がデブリ起源の気化したCsを取り込む前に起きたことを示す。

 

微粒子の構造と化学組成から事故の状況を推察すると、最初に空気中にCsが放出され燃料棒が2200Kに昇温して圧力容器が破壊されると、Fe-Znナノ粒子と一緒にCsは溶融した周囲のコンクリートと反応してSiO2ガラスに溶け込む。2011年3月15日に東京で採取されたフイルターの89%の放射線はこれらの微粒子からのものであった。

この発表に外国の専門家から最新のナノ粒子研究手法(SEM、STEM)を駆使したこの研究で放射性微粒子が長距離移動が解析できるようになり、今後の事故解析が正確に行えるとコメントしている。

 

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Source: Univ. of Tokyo

 

186年のチェルノブイリ事故ではCsフォールアウトの75-90%が粘土質層に取り込まれ、イオン交換が可能な溶融性のものは10-25%であった。2000年までの日本の土壌中に観測されたCsも82-85%が粘土質に取り込まれたもので、福島事故でも土壌の粘土に吸着されたCsは水に溶けないため、植物(米)に取り込まれないことが、農作物の放射能汚染を最小限にしたと言われている。

 

今回の研究結果で都市部に落ちたフォールアウトが水で移動したり土壌中にトラップされないため、人体に取り込まれるリスクが高くなることを示唆している。都市部ではそのため長期的な人体への影響の調査が必要となる。

 

 

 

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