利用者:Htkym/Ref Caesium ball
セシウムボール関連文献(未整理)
[編集]項目「セシウムボール」に関する文献
Adachi13 Adachi, Kouji; Mizuo Kajino, Yuji Zaizen, Yasuhito Igarashi (2013). “Emission of spherical cesium-bearing particles from an early stage of the Fukushima nuclear accident”. Scientific Reports 3: Article No. 2554. doi:10.1038/srep02554. open access.
「セシウムボール」(spherical cesium-bearing particles) に関する最初の報告。
[p.1]つくば市の気象研究所におけるエアロゾル・フィルター。
同所での汚染ピークは3月14日夜から15日朝にかけて(プルーム1)と3月20日夜から21日朝にかけて(プルーム2)。
[p.2]両ピークのフィルターをIP(オートラジオグラフィー)と走査型電子顕微鏡 (SEM) で分析。
プルーム1はIPで斑点状の集中、約10粒子/m3。
切断したフィルターから捜索してSEMで3粒子を発見。
粒子1は球形で粒径2.6 μm。X線分析 (EDS) では、Fe, Zn, 少量の Cl, Mn, O。137Csは3.27±0.04 Bq(11年3月の値に補正後)。
[p.3]2.0 g/cm3を仮定し、(放射性)Cs の割合は 5.5 wt%(!)。
粒子2は2.0 μm, 137Cs 0.66±0.02 Bq, Cs 2.5 wt%。
プルーム1全体で1.4 Bq/粒子と推定。
溶出実験を行い粒子は水に不溶性だった。
プルーム2のIPは全体に放射性物質が広がり、硫酸エアロゾルが運搬とするKaneyasu12の知見と一致。
[p.4]測定値をもとに粒子の物理・化学特性を考慮した気象モデルによる沈着の再現(図4)。
プルーム1で137Csの17%が地面に乾性沈着、0.0051%湿性沈着。
プルーム2ではそれぞれ1.9%, 3.8%。
元素は粒子内に均一に分布。乾性沈着が多く、北西部でより少ない沈着。
もしプルーム1が硫酸エアロゾルなら乾性・湿性それぞれ5.6%, 9.3%の沈着となった。
沈着過程は化学的形態や大きさに敏感。
セシウムボールは (1) 事故時の原子炉で起きたことの理解、(2) 土壌への長い保持時間、(3) 特性に基づいた健康影響の評価に対して影響する。
Abe14 Abe, Yoshinari; Yushin Iizawa, Yasuko Terada, et al. (2014). “Detection of uranium and chemical state analysis of individual radioactive microparticles emitted from the Fukushima nuclear accident using multiple synchrotron radiation X-ray analyses”. Analytical Chemistry 86 (17): 8521–8525. doi:10.1021/ac501998d. open access.
SPring8による含有元素の調査。
[p.8521]SEM-EDSより重元素を検出しやすい高エネルギー・シンクロトロンX線 (SR-X-Ray) のビームを用いたX線蛍光分析 (SR-μ-XRF)。
[p.8522]あわせて、X線吸収微細構造 (X-ray absorption near edge structure) 分析 (SR-μ-XANES) で原子の化学的状態を、X線回折 (SR-μ-XRD) で結晶構造を探る。
サンプルは気象研究所のAdachi13と同じフィルターより、3つ (A, B, C) を採取。
うちC, AはそれぞれAdachi13での粒子2, 3と同一。
[p.8523]スペクトルは3粒子とも類似。
粒径はおよそ2 μm。
11年3月に補正した放射能は137CsでA, B, Cそれぞれ1.29±0.02, 1.49±0.03, 1.10±0.02 Bq。
134Cs/137Cs比がおよそ1であることから事故由来。
SR-μ-XRFより重元素として3粒子すべてにRb, Zr, Mo, Sn, Sb, Te, Ba, Pbを、粒子AにMn, Cr、粒子BにAgを
発見。
A, BスペクトルにはU-L(ウランL殻)が現れ、XRFイメージングでもU像は粒子形状に一致。
粒子CのPbに関しては粒子像と一致せず、粒子の成分由来ではない。
Uの存在の確認のためSR-μ-XANESでU-L3周辺を分析(図3a)し、A, Bでedge jumpが確認でき、Cでは確認できず。
SR-μ-XANESによる他元素の分析ではFe3+, Mo6+, Sn4+, Zn2+、およびガラス中のそれらと一致(図3b-d他)。
SR-μ-XRDで回折はみられず、非晶質であり、球状の形態とともに、酸化的環境での高温エアロゾルからの急速な冷却を示唆する。
[p.8524]Rb, Zr, Mo, Ag, Sn, Sb, Te, Cs, Baは核分裂生成物でありうる。
また燃料被覆管はZr-Sn合金、圧力容器ステンレス鋼はFe, Cr, Mnを含む。
Znは一次冷却水に加えられていた。
Rb, Znなどはコンクリート由来の可能性も。
重元素が核分裂生成物なら事故時直後には短命の放射性物質も含んでいただろう。
強く酸化された不溶性粒子であるため長期的に環境に影響を与える。
Adachi15 足立光司「電子顕微鏡がとらえた放射性粒子:福島第一原子力発電所事故初期に大気中に放出された放射性粒子の物理化学的性質」『地球化学』第49巻、2015年、185–193、doi:10.14934/chikyukagaku.49.185。 open access.
Adachi13およびAbe14に関する日本語での解説。
Igarashi14 Igarashi, Yasuhito (2014). Characteristics of spherical Cs-bearing particles collected during the early stage of FDNPP accident (PDF). International Experts’ Meeting on Radiation Protection after the Fukushima Daiichi Accident: Promoting Confidence and Understanding (CN-224). Vienna, Austria. {{cite conference}}
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) (説明)
IAEA Conference発表のスライド。Cs-ballという表記がある。
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