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福岛发现大于300微米的新的高放射性粒子

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发布:2021-02-18 14:16:47    

福岛第一核电站事故十周年纪念在三月。刚刚发表在《全面环境科学》杂志上的工作记录了从一个受损的福岛反应堆中释放出来的新的,大于300微米的高放射性粒子。

在2011年核灾难期间,福岛第一核电站(FDNPP)的受损反应堆释放了含有放射性铯(134 + 137Cs)的颗粒。小颗粒(微米级)(称为CsMPs)被广泛分布,甚至到达东京。近年来,CsMP已成为许多研究的主题。然而,最近变得明显的是,还从遭受氢爆炸的反应器单元1中释放出具有更高水平的活性(〜105Bq)的更大(> 300微米)的含Cs颗粒。这些颗粒沉积在一个狭窄的区域内,该区域在反应堆场址西北偏北约8公里处延伸。迄今为止,对这些较大颗粒的组成及其对环境和人类健康的潜在影响知之甚少。

现在,刚刚发表在《全面环境科学》杂志上的工作在原子尺度上表征了这些较大的粒子,并报告了超过105 Bq的高活性。该研究报告的颗粒是在对反应堆1号机组西北西北3.9公里的表层土壤进行调查时发现的。

从采样活动中收集到的31个Cs粒子中,有两个使FDNPP发射的物质具有与粒子相关的最高134 + 137Cs活性(衰减后的粒子分别为6.1×105和2.5×106 Bq) -更正FDNPP事故的日期)。

这项研究由日本,芬兰,法国,英国和美国的科学家组成,由宇都宫聪(Satoshi Utsunomiya)博士和研究生Kazuya Morooka(九州大学化学系)领导。该团队结合了先进的分析技术(基于同步加速器的纳米焦点X射线分析,二次离子质谱和高分辨率透射电子显微镜)来完全表征颗粒。发现具有6.1×105 Bq的134 + 137Cs活性的颗粒是较小的,片状的硅酸盐纳米颗粒的聚集体,其具有玻璃状结构。该颗粒可能来自反应堆建筑材料,这些材料在1号机组的氢气爆炸中被损坏。然后,随着颗粒的形成,它可能吸附已经从反应堆燃料中挥发掉的Cs。另一个粒子的134 + 137Cs活性超过106 Bq。该颗粒具有玻璃状碳核,并且表面上嵌有其他微粒,其中包括Pb-Sn合金,纤维状铝硅酸盐,碳酸钙/氢氧化钙和石英。

表面嵌入的微粒的成分很可能反映了氢爆炸时反应堆建筑物内空气传播颗粒的成分,因此提供了2011年3月11日事件的法证窗口。宇都宫补充说:“来自该地区的新粒子靠近受损反应堆的地方提供了宝贵的法医线索,它们提供了氢气爆炸时反应堆建筑物内大气状况的快照,以及反应堆熔化期间发生的物理化学现象的快照。” 他继续说:“自事故发生以来已经过去了十年,科学见解的重要性从未如此重要。

Gareth Law教授(赫尔辛基大学合著者)补充说:“现场的清理和退役工作面临着艰巨的挑战,尤其是放射性水平很高的事故残骸的清除和安全管理。碎片的组成可以帮助告知安全的管理方法。”

鉴于与新粒子相关的高放射性,项目团队还对了解其潜在的健康/剂量影响感兴趣。

宇都宫博士说:“由于它们的大尺寸,新颗粒的健康影响很可能仅限于与皮肤静态接触时的外部辐射危害。因此,尽管活性很高,但我们希望这些颗粒的微不足道。由于不易粘附在皮肤上,因此对人类健康有影响,但是,我们确实需要考虑对福岛第一核电站周围栖息地的其他生物(如滤食动物)可能产生的影响,尽管已经过去了十年,但半衰期仍然存在137Cs的存在时间约为30年,因此,新发现的高放射性粒子的活性尚未显着衰减,因此,它们将在环境中保留数十年,并且有时仍会在此类粒子中发现这种粒子。辐射热点。”

Rod Ewing教授(斯坦福大学的合著者)说:“本文是一系列出版物的一部分,这些出版物详细介绍了福岛第一核反应堆发生融化过程中所排放出的物质。这正是整治和修复工作的类型。了解长期健康影响。”

Bernd Grambow教授(IMT Atlantique的合著者)补充说:“目前的工作,使用尖端的分析工具,对核事故期间释放出的非常大的粒子多样性只有很小的洞察力,要获得高度多样化的环境和健康影响的真实描述。”

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