セシウムの「環境的半減期は180～320年」

セシウム137の半減期は約30年だが、チェルノブイリ付近の土壌に含まれるセシウムの「環境的半減期」は、180～320年と算定されている。
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Aaron Rowe

画像はWikimedia

[この記事は、2009年12月に掲載された記事を再編集したものです]

1986年に史上最悪の事故を起こしたチェルノブイリ原子力発電所は、期せずして、放射能の影響を研究する格好の実験場となった。事故から20年以上たった現在でも、現場には驚きが隠されている。

周辺の放射性セシウムが、予想されたペースでは消失していないことが、2009年12月14日(米国時間)、米国地球物理学会の秋季大会で発表されたのだ。

[放射性の]セシウム137の半減期(物質が元の量の半分まで崩壊するのにかかる期間)は約30年だが、チェルノブイリ付近の土壌に含まれるセシウムの量は、およそそんなペースでは減少していなかった。

ウクライナ政府が将来的には再びこの土地を利用したいと考えるのは無理もないことだが、研究チームは、セシウムの半量が周辺の環境から消失するまでの期間—–研究チームはこれを「環境的半減期」と呼んでいる—-を、180～320年と算定している。

今回の調査結果は驚きをもって受け止められた。専門家らはこれまで、放射性同位体の環境的半減期は、物理的半減期よりも短くなると予想してきた。どんな土壌サンプルにあっても、自然の拡散作用によって放射性物質の減少が促進される、と考えられたためだ。
ストロンチウムに関しては、この考え方は妥当だった。だがセシウムには逆のことが当てはまるようだ。

セシウムの物理的特性は変化しておらず、それゆえ研究チームは、環境に理由があると考えている。たとえば土壌採取地点には、チェルノブイリ原発の付近から新たにセシウムが供給されているのかもしれないし、あるいはセシウムは地中深くの土壌にまで拡散しているのかもしれない。

今回の研究チームの1人である、サバンナ・リバー国立研究所のTim Jannick氏(原子核科学)は、さらなる調査で真相が明かされることを期待している。[4号炉は事故直後、「石棺」と呼ばれるコンクリートの建造物に覆われたが、老朽化が激しく雨水が石棺の中に流れ込んでおり、原子炉内部を通って放射性物質を周辺の土壌へ拡散しているとされる(日本語版記事)]

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チェルノブイリ原発事故の後、専門家らは、放射性降下物が飛散すると予測されるルートに沿って、複数の実験場を設置した。さまざまな深さから土壌サンプルを採取し、ストロンチウム、セシウム、プルトニウムの放射性同位体が地上にどれだけ拡散されるかを測定した。この計測は20年以上続けられており、最悪に近い原発事故が環境に対して持つ長期的な影響に関して、貴重なデータを提供してくれている。

米エネルギー省のハンフォード核施設[第二次大戦中から1970年代までプルトニウムを精製。2000年には火災でプルトニウムを漏洩した(日本語版記事)]のように長期にわたって汚染されてきた地域に比べれば、チェルノブイリの影響は単純で理解しやすいので、そのデータが期待されている。

[放射性セシウムは生態系のなかで生物濃縮される(環境から生物体内に濃縮され、それが食物連鎖により増強される)。国立環境研の研究によると、土壌中の細菌のなかにも、カリウムを濃縮するのと同じ機構でセシウムを濃縮する種がいることがわかっている。

Wikipediaによると、1997年頃の調査で、この区域内の木の中のセシウム-137のレベルが上がりつづけていることが判明している。また、汚染が地下の帯水層や、湖や池のような閉じた水系に移行しているほか、雨や地下水による流去は無視できるほど小さいことが実証されているという。以下は、同ページに掲載されている放射性物質の減衰予想グラフ。黒い線がセシウム137。縦軸が残留濃度、横軸が経過年数(10000日は27.4年)]

[放射性物質を含んだ食物を人間が摂取した結果、長寿命の放射性核種（ストロンチウム90、セシウム137のような）が体内に蓄積する恐れがある。ストロンチウムは同族元素であるマグネシウムやカルシウムに性質が似ているため骨や代謝系に、セシウムは同族元素であるナトリウムやカリウムに性質が似ているため体液や筋肉にそれぞれ浸透し、そこから放たれる放射線によりダメージを受ける]

参考: “Long-Term Dynamics of Radionuclides Vertical Migration in Soils of the Chernobyl Nuclear Power Plant Exclusion Zone” by Yu.A. Ivanov, V.A. Kashparov, S.E. Levchuk, Yu.V. Khomutinin, M.D. Bondarkov, A.M. Maximenko, E.B. Farfan, G.T. Jannik, and J.C. Marra. AGU 2009 poster session.

[日本語版：ガリレオ-江藤千夏／合原弘子]

WIRED NEWS 原文(English)

セシウムの「環境的半減期は180〜320年」