Ny forskning identificerer Fukushima -reaktormateriale i miljøet

Gennem analyse af specifikke nedfaldspartikler i miljøet, et fælles britisk-japansk team af forskere har afdækket ny indsigt i hændelsesforløbet, der førte til atomulykken i Fukushima i marts 2011.

Forskningen i flere organisationer, ledet af Dr. Peter Martin og professor Tom Scott fra University of Bristols South West Nuclear Hub i samarbejde med forskere fra Diamond Light Source, Storbritanniens nationale synkrotronfacilitet, og Japan Atomic Energy Agency (JAEA), er blevet offentliggjort i dag i tidsskriftet Naturkommunikation .

Ligesom Tjernobyl -ulykken i april 1986, hændelsen ved Fukushima Daiichi-atomkraftværket (FDNPP) er blevet klassificeret af International Atomic Energy Agency (IAEA) på niveau 7 (den alvorligste) af International Nuclear Event Scale (INES) som en konsekvens af den store mængde radioaktivitet frigivet til miljøet.

Selv nu, otte år efter ulykken, betydelige områder omkring anlægget forbliver evakueret på grund af de høje niveauer af radioaktivitet, der stadig eksisterer. Det menes, at nogle mennesker muligvis aldrig kan vende tilbage til deres hjem som følge af ulykken.

Efter isolering af sub-mm-partiklerne fra miljøprøver opnået fra lokaliteter tæt på FDNPP, teamet udnyttede først de kombinerede røntgentomografi- og røntgenfluorescens-kortlægningsmuligheder i høj opløsning i Coherence Imaging (I13) beamline ved Diamond Light Source.

Ud fra disse resultater, det var muligt at bestemme placeringen af ​​de forskellige elementbestanddele fordelt over den meget porøse nedfaldspartikel, herunder de nøjagtige positioner af mikronskala indeslutninger af uran omkring partiklernes ydre.

Efter at have identificeret disse uranindeslutninger, teamet analyserede derefter urans specifikke fysiske og kemiske natur ved hjælp af Microfocus Spectroscopy (I18) beamline ved Diamond.

Ved at målrette den stærkt fokuserede røntgenstråle mod de områder af interesse i prøven og analysere det specifikke emissionssignal, der genereres, det var muligt at fastslå, at uranet var af nuklear oprindelse og ikke var hentet fra miljøet.

Endelig bekræftelse af uranets FDNPP-oprindelse blev udført på partiklerne ved hjælp af massespektrometri-metoder ved University of Bristol, hvor den specifikke uran signatur af inklusionerne blev matchet til reaktorenhed 1.

Ud over at tilskrive materialet til en bestemt kilde på FDNPP -webstedet har resultaterne desuden givet forskere afgørende information til at påberåbe sig en mekanisme, hvorigennem de kan forklare de hændelser, der fandt sted på reaktorenhed 1.

Gennem anvendelse af de avancerede synkrotronanalyseteknikker, uranindeslutningernes fysiske og kemiske tilstand viser, at trods reaktorens oprindelse, sådant materiale findes i øjeblikket i en tilstand, der er miljøstabil - yderligere forstærket af silikatmaterialet, der omfatter dem.

Dr. Peter Martin sagde:"Jeg er meget glad for, at denne forskning er blevet anerkendt i Naturkommunikation . Det er en hyldest til det fremragende samarbejde mellem vores partnere på JAEA og Diamond Light Source. Vi har lært uvurderligt meget om de langsigtede miljøeffekter af Fukushima-ulykken fra denne enkeltpartikel samt udviklet unikke analytiske teknikker til yderligere forskning i nuklear nedlukning. "