Завершенное недавно исследование показало, что большая часть радиоактивных осадков, выпавших в центре Токио через несколько дней после аварии на атомной станции «Фукусима-1», сконцентрировалась в особых нерастворимых стеклянных микрочастицах. Ученые обеспокоены тем, что большая часть опасного материала, в том числе радиоактивный цезий, не была смыта дождем, и, вероятно, до сих пор остается в окружающей среде мегаполиса. Удалить опасные для здоровья человека вещества можно лишь физическим путем, непосредственно смыв эту «стекловидную копоть».

Результаты нового исследования представлены на Гольдшмидтовской конференции для прогресса в геохимии, которая проходит в японской Йокогаме. Авторы исследования подчеркивают, что в некоторых случаях дозы радиоактивных осадков в Токио остаются не ясными.

После аварии на «Фукусиме-1» 11 марта 2011 года из поврежденного реактора высвободилось огромное количество радиоактивного материала, в том числе изотопов цезия-134 (период полураспада 2 года) и цезия-137 (период полураспада 30 лет). В рамках исследования японские геохимики во главе с доктором Сатоси Уцуномия из Университета Кюсю проанализировали образцы, взятые в радиусе 230 км от аварийной атомной станции. Поскольку цезий растворим в воде, они ожидали, что большая часть радиоактивных осадков за прошедшие годы была смыта дождевой водой. Тем не менее, ультрасовременная электронная микроскопия и радиоавтография позволили установить, что большая часть выпавшего радиоактивного цезия осталась в стеклообразных микрочастицах, которые образовались во время аварии на реакторе.

Анализ показывает, что эти частицы в основном состоят из наночастиц оксидов железа и цинка. Наряду с цезием, они оказались «встроены» в Si оксидное стекло, которое образовалось в результате взаимодействия компонентов активной зоны с бетонозащитной оболочкой аварийного ядерного реактора 1 и/или 3 на «Фукусиме». Из-за высокого содержания цезия в микрочастицах, радиоактивность на единицу массы достигала порядка 4,4×1011 Бк/г, что в 107–108 раз выше фоновой цезиевой радиоактивности в типичных почвах Фукусимы.

Более подробный структурно-геохимический анализ микрочастиц также пролил свет на то, что произошло во время аварии на японской атомной станции. После высвобождения радиоактивного цезия в воздухе были образованы наночастицы этого опасного элемента. Ядерное топливо, нагретое до температуры выше 2200 К, расплавило корпус ядерного реактора, разрушив его. В воздухе конденсировались наночастицы цезия, железа и цинка, а также газа от расплавленного бетона, а результате чего образовались наночастицы стекла SiO2, которые затем и были высвобождены в атмосферу.

Анализ образцов, взятых из нескольких воздушных фильтров в Токио 15 марта 2011 года, показал, что 89 % от общего числа радиоактивных веществ составляли эти насыщенные цезием микрочастицы, а не растворимый цезий, как изначально предполагалось.

Комментируя результаты этого исследования, профессор Бернд Грамбов, директор лаборатории SUBATECH (Нант, Франция) и руководитель одной из научно-исследовательских групп Агентства по атомной энергии Японии, отметил важность данной работы. По его словам, новые данные могут изменить механизм оценки ингаляционных доз микрочастиц цезия, вдыхаемых человеком. Он пояснил, что биологический период полураспада нерастворимых частиц цезия может быть гораздо больше, чем у растворимого цезия.