本文根据九州大学成果发布编译而成
日本九州大学研究生院理学研究院的宇都宫聪副教授与硕士生诸冈和也等人组成的研究团队发现了福岛第一核电站1号机组泄露的超强放射性含铯颗粒，并通过多方面的分析明确了其化学特性和物理特性。这是与日本的国立极地研究所、筑波大学、东京工业大学，以及芬兰赫尔辛基大学、法国南特大学、英国钻石同步辐射光源、美国斯坦福大学的共同研究成果。
2011年的福岛核电站事故泄露的放射性铯具有水溶性和难水溶性两种形态。此次，研究团队在向双叶车站方向延伸的局部高剂量辐射区发现了此前报告过的难水溶性颗粒中放射性最强的微颗粒（图1）。该高剂量区是1号机组氢气爆炸时形成的。研究团队从全部31个分离出来的颗粒中发现的两个超强放射性颗粒（FTB1和FTB26）的粒径为数百μm～数mm，这两个颗粒的134+137Cs的放射性在2011年时如下：FTB1为0.61兆贝克勒尔，FTB26为2.5兆贝克勒尔（兆为106。贝克勒尔为1秒内辐射的次数或者衰变的原子数）。目前FTB1为0.27兆贝克勒尔，FTB26为1.1兆贝克勒尔。另外134Cs/137Cs的放射性比分别为0.97和0.95，可以确认是来自1号机组的放射性颗粒。研究团队利用电子显微镜、三维X射线CT、同步辐射微束X射线分析及二次离子质量分析对这些颗粒的结构和成分进行了多方面的分析。
图1：2017年11月的剂量图中的采样地点（星印）。
第一种超强放射性颗粒FTB1的主要成分为氧、铝、硅、铁，呈无定形的纳米细孔结构，～1wt％的Cs均匀分布。
第二种超强放射性颗粒FTB26的内部由密度较低且具有大量空位的芯材组成，而表面嵌入了各种微颗粒（图2（左））。成分分析结果显示，芯材仅由碳构成，表面嵌入的微颗粒由铝硅酸盐玻璃纤维、锡-铅合金、钙碳酸盐、石英等多种物质构成，认为是捕获了1号机组发生氢气爆炸的瞬间弥漫在建筑物内的悬浮微颗粒并释放到了外部。由此能确定爆炸瞬间建筑物内部悬浮的颗粒的平均成分为图2（右）。
图2：超强放射性颗粒（FTB26）截面的反射电子图像及元素图。（右）表面附着的所有微颗粒的平均成分，表示爆炸时悬浮的微颗粒的主要平均成分。
研究人员认为此次发现的超强放射性颗粒外部暴露时对人体产生的影响很小，但需要考虑对滤食性生物等的影响。另外，这种颗粒极大地促进了高剂量在表层环境中的移动，预计颗粒分布的时间变化还会对铯的迁移模型产生巨大影响。另一方面，通过从环境中清除这种超强放射性颗粒，有望有效减少空间辐射量。
图3：表面附着的所有微颗粒的平均成分。表示氢气爆炸时悬浮微颗粒的主要平均成分。
论文信息
题目：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
日语发布原文
编译：JST客观日本编辑部
