Wetenschappers hebben voor het eerst een schatting kunnen maken van de hoeveelheid radioactieve cesiumrijke microdeeltjes die vrijkwamen bij de ramp in de kerncentrale van Fukushima in 2011. Dit werk, die aanzienlijke gevolgen voor de gezondheid en het milieu zullen hebben, wordt gepresenteerd op de Goldschmidt geochemieconferentie in Boston.

De overstroming van de Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) na de rampzalige aardbeving op 11 maart 2011 veroorzaakte het vrijkomen van aanzienlijke hoeveelheden radioactief materiaal, inclusief cesium (Cs) isotopen 134Cs (halfwaardetijd, 2 jaar) en 137Cs (halfwaardetijd, 30 jaar). Aanvankelijk dachten wetenschappers dat alle C's in oplosbare vorm vrijkwamen. Nu echter, ze hebben zich gerealiseerd dat een deel van de vrijgekomen Cs in de vorm van glasachtige microdeeltjes was, gevormd op het moment van het smelten van de reactor; deze deeltjes werden over een groot gebied gegooid, maar tot nu toe is er geen betrouwbare schatting gemaakt van hoeveel radioactieve cesiumrijke microdeeltjes er in de omgeving zijn afgezet, en hoe dit materiaal werd verspreid.

Nu een groep internationale wetenschappers, onder leiding van Dr. Satoshi Utsunomiya (universitair hoofddocent van Kyushu University, Fukuoka, Japan) de eerste nauwkeurige schattingen heeft kunnen geven van de hoeveelheid radioactieve microdeeltjes in het milieu. Dit werk beschrijft de betekenis van de microdeeltjes voor de huidige stralingsniveaus, en levert fundamentele gegevens voor een toekomstige herevaluatie van gezondheidsrisico's van de zeer radioactieve microdeeltjes die in de lokale omgeving achterblijven.

"De meeste glasachtige microdeeltjes zijn slechts enkele micron groot, en werden verspreid naast het oplosbare cesium. Het oplosbare cesium wordt in het algemeen na natte depositie aan kleimineralen gebonden, waarbij de kleimineralen ook deeltjes vormen, dus het was moeilijk om de cesiumrijke microdeeltjes te onderscheiden van cesium geabsorbeerd op klei", zei Dr. Utsunomiya, "Echter, we realiseerden ons dat het cesiumrijke microdeeltje een extreem hoge radioactiviteit heeft van ~1011 Bq/g vergeleken met de veel lagere radioactiviteit voor cesiumabsorberende kleideeltjes, en dit kan worden gebruikt om de twee typen te onderscheiden. We hebben dus een nieuwe procedure ontwikkeld om de cesiumrijke microdeeltjes te kwantificeren door een kwantitatieve autoradiografiemethode toe te passen".

Autoradiografie stelt een fotografische film of detector bloot aan een radioactieve bron, waardoor de straling op de film verschijnt (medische röntgenfoto's zijn de meest voorkomende autoradiografietechniek). Het team bepaalde de drempelwaarde voor radioactiviteit voor Cs-rijke microdeeltjes in de gezeefde fractie op basis van de relatie tussen fotogestimuleerd luminescentiesignaal en radioactiviteit. Ze pasten deze methode toe op bodemmonsters uit 20 getroffen gebieden.

Dr. Utsunomiya vervolgde:"In bepaalde gebieden, deze glasachtige deeltjes zijn sterk geconcentreerd, dus ze zijn een grote zorg. We hebben tot 318 van deze deeltjes gevonden in slechts 1 gram grond, nabij de Fukushima Daiichi-centrale. De meeste van deze deeltjes bevinden zich nog in de omgeving, wijst op de hoge stabiliteit.

Sinds het ongeluk in Fukushima beginnen we geleidelijk te begrijpen hoe de microdeeltjes werden verspreid, en wat dit kan betekenen voor gezondheid en milieu. Zoals je zou verwachten, er zijn meer radioactieve deeltjes dichter bij de reactor:we denken dat er een deel van cesium vrijkwam als oplosbaar materiaal, maar we hebben ontdekt dat het gebied ten zuiden van de reactor een groter aandeel glasachtige deeltjes bevat. Onze schatting is dat ongeveer 78% van het radioactieve cesium als glasachtige deeltjes is vrijgekomen. Veel van de microdeeltjes zijn van daken en planten weggespoeld, en hebben zich nu verzameld op radioactieve hotspots.

Nu we een beter idee hebben van de hoeveelheden die ermee gemoeid zijn en hoe de straling is verdeeld, het geeft ons team een ​​beter idee hoe we het effect op de gezondheid kunnen benaderen, wat natuurlijk een grote zorg is. Dit werk impliceert niet dat er extra straling is gemist - de totale hoeveelheid cesium die vrijkomt in Fukushima blijft hetzelfde. Echter, de glazige deeltjes hebben de straling geconcentreerd, wat betekent dat er nog veel nieuw werk te doen is om te begrijpen hoe deze geconcentreerde straling de gezondheid kan beïnvloeden"

Commentaar op het werk, Dr. Ken Buesseler (Woods Hole Oceanographic Institution) zei:

"Het idee van microdeeltjes is niet 'gemist' bij de beoordeling van het totale cesiumgehalte in de bodem na Fukushima; het is opgenomen, although this work highlights the fraction found in cesium microparticles. So we shouldn't think that there is additional radiation to worry about, but nevertheless in this highly concentrated form it may have different health impacts. These researchers have done a fine job of developing new tools to quantify these microparticles, and that is an important story to tell"