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１．人工放射性降下物 気象研究所では、大気圏における人工放射性核種の濃度変動の実態とその変動要因を明らかにすべく、1954年4月に放射性降下物（いわゆるフォールアウト）の全βの観測を開始した。核種分析は1957年に始まり、以降現在に至るまで４０数年間途切れることなく継続されている。特に気象研究所での観測値は、現在でも検出限界以下とすることなく必ず数値化されている。対象は重要核種である90Sr、137CsおよびPu同位体である。人工放射能は主として大気圏内核実験により全球に放出されたため、部分核実験停止条約の発効前に行われた米ソの大規模実験の影響を受けて1963年の6月に最大の降下量となり（90Sr 約170Bq/㎡、137Cs 約550 Bq/㎡）、その後徐々に低下した。しかし、1960年代中期から中国核実験による影響で降下量は度々増大し、1980年を最後に核実験が中止されたので漸くに低下した。1986年４月の旧ソ連チェルノブイリ原子力発電所の事故により、放射能の降下量は再び増大した。 しかしこの影響は長く続かず、1990年代になると、90Sr、137Cs、Pu同位体の降下量は大きく低下し、試料採取に4m2の大型水盤を用いている気象研究所以外では検出限界以下となって、降下量を容易に数値化できなくなった。このため、気象研究所での観測記録は我が国のみならず、世界で唯一最長の記録となった。1990年代での90Sr、137Csの月間降下量はともに数～数10 ｍBq/㎡で推移して、「放射性降下物」とは呼べない状況に至った。チェルノブイリ事故由来の放射能の一部は下部成層圏にも輸送されたが、1994年以降の年間降下量は成層圏滞留時間から予想される量を大きく上回っている。その原因として、再浮遊（一旦地表に沈着したものが、表土粒子と共に再び大気中に浮遊する現象）が主たる過程となっていると考えられる。従来、再浮遊は近傍の畑地などからの表土粒子が主体となっていると信じられてきた。しかしながら、降下物の137Cs/90Sr放射能比は、気象研究所近傍で採取した表土中の同比と一致せず、再浮遊には複数の起源があることがわかった。他の起源として想定できる現象としては、表土粒子が大規模に輸送される黄砂など風送塵がある。そこでこの仮説を検証するための取り組みを開始した。 最近の研究成果は以下のとおりである。 （１）引き続き、つくばにおいて月間降水・降下塵試料中の90Sr，137Cs、超ウラン元素等を精密に定量している。その他全国１１地点においても、監視を継続している。2000年代初期に黄砂現象に伴うと考えられる春季の137Cs降下量のわずかな増加の兆候（健康影響は無い）を認めたが、それ以外に特段の異常はない。 （２）1990年代の降下量（比放射能）の見かけの減少の時定数を求めた。90Srについては約10年、137Csについては約22年となった。これらの見かけの減少は、表層土中でのこれらの核種の減少と同一オーダーの時定数であり、再浮遊によって90Sr，137Csがもたらされていることを確認する結果である。 （３）再浮遊には長距離輸送成分（黄砂など風送塵による）と近傍成分があることを見いだしているが、単純な２成分系を想定すると、90Srについては約９割、137Csについては約７割が長距離輸送成分由来と評価できた。しかしさらに詳しく1990年代の時系列データにつき、137Cs/90Sr放射能比の季節変動を調べたところ、この単純な評価を修正する必要性が明らかになってきた。これまで大陸砂漠由来と考えてきた長距離輸送成分にも、さらに別の成分があるらしいことがわかった。すなわち、ある程度の降水量があって耕作可能な領域で発生するものがあるらしいことを見出した。 （４）他の研究費において、全球化学輸送モデルによってダストの大規模輸送について検討した結果、中国の砂漠域以外からの日本への輸送が示唆されたため、IAEAモナコ研から入手したヨーロッパに沈着したサハラダスト試料中の90Srと137Csを分析し、137Cs/90Sr比を調べた。その結果、つくばの降下物で見出される137Cs/90Sr比の範囲とサハラダスト試料での比は一致せず、サハラからの輸送の有無は現時点では明確にできなかった。 この40数年間に亙る時系列データは、ハワイマウナロアにおける二酸化炭素の時系列データ同様、地球環境に人工的に汚染物質を付加した場合、汚染物質がどのような環境動態をとるのかを如実に反映しており、降下量として実に5桁に及ぶ水準変動が記録されている。これらの記録は、大規模風送塵に関する研究にも、近年の気候変動研究にも関連し、科学的新知見を与え得るものである。たとえば、人工放射能をトレーサーとして風送塵の研究に応用できる可能性が見えつつある。このように、環境研究においては時系列データを活用し、これに加えて異常事象などに関する研究を進めことが重要である。 |
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〔掲載論文〕 Igarashi, Y., M. Aoyama, K. Hirose, T. Miyao, K. Nemoto, M. Tomita, T. Fujikawa, Resuspension: Decadal Monitoring Time Series of the Anthropogenic Radioactivity Deposition in Japan, Journal of Radiation Research, 44, 319-328, 2003
Igarashi, Y., M. Aoyama, K.
Hirose, P.P. Povinec, S. Yabuki, What anthropogenic radionuclides (90Sr
and 137Cs) in atmospheric deposition, surface soils and Aeolian dusts suggest for dust transport over JAPAN, Water, Air, and Soil Pollution: Focus, 5, 51-69, 2005
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