Micro to macro-scale observation of radiocesium released from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant

福島第一原子力発電所から放出された放射性セシウムのミクロからマクロスケールでの環境挙動

田中 万也  ; Fan, Q.*; 坂口 綾*; 高橋 嘉夫*

Tanaka, Kazuya; Fan, Q.*; Sakaguchi, Aya*; Takahashi, Yoshio*

大気エアロゾル中に含まれる福島第一原子力発電所事故由来の放射性セシウムは事故後初期にはそのほとんどが水溶性であった。しかし、陸上に沈着した後は土壌に強く固定されることにより、水溶性から不溶性へと化学形態が変化した。これはセシウムが土壌中に含まれる粘土鉱物に強く吸着するためであると考えられる。実際にEXAFS法を用いて強い結合を示す内圏型錯体の形成を確認した。こうした土壌粒子への強い吸着は、河川において放射性セシウムが粒子態として移行している観測事実と調和的である。大気エアロゾル, 土壌及び河川懸濁粒子中の放射性セシウムの分布をオートラジオグラフ分析により調べた。その結果、いずれの試料においても微小スケールでは放射性セシウムが不均質に分布していることが明らかとなった。エアロゾル粒子が陸上に沈着し土壌に固定される段階でスポット状の放射性セシウム分布が形成され、それらは粒子から容易に脱着しないために河川においても不均質性を保ったまま移行しているものと解釈できる。

Most of FDNPP-derived radiocesium in the aerosols was water-soluble. However, little amount of radiocesium in soils was leached with water. Such soluble fraction of radiocesium was strongly fixed on soil particles after deposition on the ground. This strong fixation of radiocesium can be explained by formation of inner-sphere complex in clay minerals, which was confirmed by EXAFS analysis. Many spots showing strong radioactivity were also found on the surface of soil. This indicates that the fallout radiocesium was heterogeneously distributed on the ground in a micro-scale. Most of radiocesium in river suspended particles was particulate form, and micro-scale distribution was not homogeneous, reflecting the heterogeneity of radiocesium in soil. Dissolution of radiocesium in the aerosols and subsequent strong adsorption onto soil particles are responsible for the preservation of the heterogeneous distribution of radiocesium in the environment.