中国新疆北部のプルトニウム同位体。レベル、分布、発生源とその寄与

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Environ. Pollut..2020 Jun;265(Pt B):114929. S0269-7491(20)30618-7. doi: 10.1016/j.envpol.2020.114929.Epub 2020-06-05.

中国新疆北部のプルトニウム同位体。レベル、分布、発生源とその寄与

Plutonium isotopes in Northern Xinjiang, China: Level, distribution, sources and their contributions.

Xue Zhao
Jixin Qiao
Xiaolin Hou

PMID: 32540598 DOI: 10.1016/j.envpol.2020.114929.

抄録

環境中のプルトニウムは、高濃度での放射性毒性や原発事故や汚染と関連したソースタームのため、大きな注目を集めています。プルトニウムの同位体比は発生源に依存しており、放射性汚染物質の発生源を識別するためのフィンガープリントとして利用することができます。本研究では、新疆北部から採取した表土及び土壌コア中のPu, Pu及びCsを測定した。Pu及びCsの濃度は、それぞれ0.06-1.20Bq kg, <1.0-31.4Bq kg(2017年9月に減衰補正済み)の範囲にあり、この緯度帯における地球規模の放射性降下物の範囲内に収まっている。また、Pu/Pu原子比0.118-0.209及びPu/Cs活性比0.039-0.215を測定した。調査したサイトのうち、北西部では、地球規模の放射性降下物と比較して、Pu/Pu原子比が0.118-0.133と低く、Pu/Cs活性比が0.065-0.215と高い値を示しており、地球規模の放射性降下物以外のソースからの寄与が大きいことを示しています。これは、セミパラチンスク核実験場での大気中核実験で放出された放射性物質が、西・北西の風に乗ってこの地域の山間部の川の谷間を通って運ばれたことが主な原因である。この寄与は、新疆北部の北西部における地球規模の放射性降下物の28～43％を占めると推定されている。中国の大気圏核実験によるこの地域への寄与は、放出された放射性物質をこの地域に輸送するための適切な風向がないため、無視できる程度である。

Plutonium in the environment has drawn significant attentions due to its radiotoxicity in high concentration and source term linked with nuclear accidents and contaminations. The isotopic ratio of plutonium is source dependent and can be used as a fingerprint to discriminate the sources of radioactive contaminant. Pu, Pu and Cs in surface soil and soil cores collected from Northern Xinjiang were determined in this work. The concentrations of Pu and Cs are in the range of 0.06-1.20 Bq kg, and <1.0-31.4 Bq kg (decay corrected to Sep. 2017), respectively, falling in the ranges of global fallout in this latitude zone. The Pu/Pu atomic ratios of 0.118-0.209 and Pu/Cs activity ratios of 0.039-0.215 were measured. Among the investigated sites, distinctly lower Pu/Pu atomic ratios of 0.118-0.133 and higher Pu/Cs activity ratios of 0.065-0.215 compared to the global fallout values were observed in the northwest part, indicating a significant contribution from other source besides the global fallout. This extra source is mainly attributed to the releases of atmospheric nuclear weapons testing at Semipalatinsk Nuclear Test Site, which was transported by the west and northwest wind through the river valley among mountains in this region. This contribution is estimated to account for 28-43% of the global fallout in the northwest part of Northern Xinjiang. The contribution from the Chinese atmospheric nuclear weapons testing to this region is negligible due to the lack of appropriate wind direction to transport the radioactive releases to this region.