本文根據九州大學成果發佈編譯而成
日本九州大學研究生院理學研究院的宇都宮聰副教授與碩士生諸岡和也等人組成的研究團隊發現了福島第一核能電廠1號機組泄露的超強放射性含銫顆粒，並透過多方面的分析明確了其化學特性和物理可用能特性。這是與日本的國立極地研究所、築波大學、東京工業大學，以及芬蘭赫爾辛基大學、法國南特大學、英國鑽石同步輻射光源、美國斯坦福大學的共同研究成果。
2011年的福島核能電廠事故泄露的放射性銫具有水溶性和難水溶性兩種形態。此次，研究團隊在向雙葉車站方向延伸的局部高劑量輻射區發現了此前報告過的難水溶性顆粒中放射性最強的微顆粒（圖1）。該高劑量區是1號機組氫氣爆炸時形成的。研究團隊從全部31個分離出來的顆粒中發現的兩個超強放射性顆粒（FTB1和FTB26）的粒徑爲數百μm～數mm，這兩個顆粒的134+137Cs的放射性在2011年時如下：FTB1爲0.61兆貝克勒，FTB26爲2.5兆貝克勒（兆爲106。貝克勒爲1秒内輻射的次數或者放射衰變的原子數）。目前FTB1爲0.27兆貝克勒，FTB26爲1.1兆貝克勒。另外134Cs/137Cs的放射性比分別爲0.97和0.95，可以應答是來自1號機組的放射性顆粒。研究團隊利用電子顯微鏡、三維X射線CT、同步輻射微束X射線分析及二次離子質量分析對這些顆粒的結構和成分進行了多方面的分析。
圖1：2017年11月的劑量圖中的採樣地點（星印）。
第一種超強放射性顆粒FTB1的主要成分爲氧、鋁、硅、鐵，呈無定形的奈米細孔結構，～1wt％的Cs均勻分布。
第二種超強放射性顆粒FTB26的内部由密度較低且具有大量空艙的芯材組成，而表面嵌入了各種微顆粒（圖2（左））。成分分析結果顯示，芯材僅由碳構成，表面嵌入的微顆粒由鋁矽酸鹽玻璃纖維、錫-鉛合金、鈣碳酸鹽、石英等多種物質構成，認爲是擷取了1號機組發生氫氣爆炸的瞬間瀰漫在建築物内的懸浮微顆粒並釋放到了外部。由此能確定爆炸瞬間建築物内部懸浮的顆粒的平均成分爲圖2（右）。
圖2：超強放射性顆粒（FTB26）截面的反射電子影像及元素圖。（右）表面附着的所有微顆粒的平均成分，表示爆炸時懸浮的微顆粒的主要平均成分。
研究人員認爲此次發現的超強放射性顆粒外部暴露時對人體產生的影響很小，但需要考慮對濾食性生物等的影響。另外，這種顆粒極大地促進了高劑量在表層環境中的行程，預計顆粒分佈的時間變化還會對銫的移動模式產生巨大影響。另一方面，透過從環境中清除這種超強放射性顆粒，有望有效減量空間輻射量。
圖3：表面附着的所有微顆粒的平均成分。表示氫氣爆炸時懸浮微顆粒的主要平均成分。
論文資訊
題目：New Highly Radioactive Particles Derived from Fukushima Daiichi Reactor Unit 1: Properties and Environmental Impacts
期刊：Science of The Total Environment
DOI：10.1016/j.scitotenv.2021.145639
日語發佈原文
編譯：JST客觀日本編輯部
