Artificial Radionuclides in the Environment 2007
Geochemical Research Department, Meteorological Research Institute, JAPAN
ISSN 1348-9739, Dec. 2007

1.人工放射性降下物(死の灰のゆくえ)

 気象研究所では、大気圏での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50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。この時系列データは、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、実に5桁の降下量の水準変動が記録されている。対象は重要核種である90Sr、137CsおよびPu同位体である。

 人工放射性核種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/m2137Cs 約550 Bq/m2)、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年を最後に大気圏内核実験が中止されたのでようやく低下した。放射能の降下量が再び増大したのは、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る。大気圏内核実験のように成層圏に大量に放射能は輸送されなかったため、この影響は長くは続かず、1990年代になると、90Sr、137Cs、Pu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10mBq/m2で推移して、「放射性降下物」とは呼べない状況に至った。このように、人工放射性核種の投入は壮大な規模のトレーサー実験に例えることが出来、それは依然として継続されていると言える。気象研究所では、投入されてからの期間における変化を降下物という形態で眺め続けてきた。

 ところで、チェルノブイリ事故由来の放射性核種の一部(数%)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た。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たためである。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。この起源として、表土粒子が大規模に輸送される黄砂など、風送塵がある。この仮説提起のころは異論が圧倒的だったが、2000年代初期に黄砂が激しくなると全国各地で137Csが降下物試料に検出され話題となり、また化学輸送モデルによる研究も進展したため、関連する研究が増えた。長期の時系列データを用いた研究の重要性・優位性がうかがえる。最近の成果をまとめると以下のようになる。

(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、2006年3月まで監視を継続した。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かった。これは各地での報告と若干異なる傾向である。

(2)そこで、全国的な分布と季節変動を眺めたところ、この期間、放射能の降下量は全国的に春に大きく、90Sr、137Cs降下量がともに日本海側・北日本で高かった(気象研究所の年間降下量の数倍が1ヶ月で降下した地点もあった)。さらに、高137Cs降下量地点では、137Csの比放射能と137Cs/90Sr放射能比が大きいことがわかった。一方、降下量が低い地点では、逆の傾向を示した。

(3)降下ダスト量が高い137Cs/90Sr比と高い137Cs比放射能を持つと云うことは、その発生源地域が、過去には、より高い降水量(高い降下量)をもち、降水によって137Csと90Srの間の分別が続いたが、最近乾燥化しつつある地域から発生したことを示唆する。

(4)日本海側・北日本と、関東、太平洋側・南日本の地点から、黄砂現象の観測日の後方流跡線解析を行い、空気塊の由来を調べたところ、日本海側・北日本では中国北部・東北部から、関東、太平洋側・南日本では、中国西部からが主だった。

(5)これらの事実から、従来の黄砂と発生源が異なる「新型黄砂」が、2000年から2002年の間、北日本・日本海側により大きい降下量をもたらしたが、一方、関東、太平洋側・南日本では、「従来型黄砂」が降下したため、気象研での観測結果となったと解釈している。

〔掲載論文〕

Aoyama, M., K. Hirose, Y. Igarashi, Re-construction and updating our understanding on the global weapons tests 137Cs fallout, Journal of Environmental Monitoring, 8, 431-438, 2006.

編者注:本論文のFig.1は拡大したものをカラー印刷で本書の最後に添付した。また本論文の付属資料として電子出版された10度メッシュ降下量の表を11ページと12ページを掲載した。

Supplementary Table 1-1 137Cs decay corrected accumulative deposition in 10 degree by 10 degree as of 1 Jan. 1970 (Bq m-2)

Latitude

(degree)

Longitude

(degree)

5E

15E

25E

35E

45E

55E

65E

75E

85E

85N

950

970

960

950

950

990

950

920

910

75N

2420

3650

1340

2180

2140

2090

1960

1850

2040

65N

5010

3540

2470

3700

3790

3240

3150

3240

3700

55N

3860

3880

4070

2770

3890

3790

3520

4070

4440

45N

4130

4620

4160

2780

3150

2960

2500

3050

3890

35N

2390

2290

700

2090

2640

2670

2040

5500

2780

25N

200

190

160

190

120

350

1780

4710

3310

15N

910

690

580

860

490

380

780

1750

1500

5N

1040

940

1130

3860

1760

1480

1410

2060

1220

5S

630

510

450

400

930

1110

1110

1050

900

15S

410

410

390

370

660

770

790

750

660

25S

380

380

400

640

460

460

420

420

410

35S

350

300

410

580

560

530

480

420

380

45S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

55S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

65S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

75S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

85S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

Supplementary Table 1-2 137Cs decay corrected accumulative deposition in 10 degree by 10 degree as of 1 Jan. 1970 (Bq m-2)

Latitude

(degree)

Longitude

(degree)

95E

105E

115E

125E

135E

145E

155E

165E

175E

85N

930

920

910

910

910

910

900

900

910

75N

1850

2220

1850

1850

1850

1850

2590

2590

2410

65N

4530

4160

3150

3050

3240

2780

2280

1480

3590

55N

5550

5370

5180

5740

4720

4440

5560

5810

6150

45N

1540

1870

2380

5030

7780

10230

7050

7380

7580

35N

2420

4320

3370

4160

5470

10630

7650

6570

5370

25N

6430

1460

1110

5880

2910

1560

3750

4020

3320

15N

1580

1040

1670

7280

2380

3070

1760

1480

1640

5N

860

410

1400

2180

1160

1650

720

790

870

5S

700

600

840

940

700

890

610

620

490

15S

560

510

520

450

230

120

470

570

510

25S

400

390

400

400

270

500

830

790

750

35S

350

320

280

330

300

1140

1430

810

990

45S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

260

N.A.

N.A.

960

55S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

65S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

75S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

420

N.A.

85S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.


Supplementary Table 1-3 137Cs decay corrected accumulative deposition in 10 degree by 10 degree as of 1 Jan. 1970 (Bq m-2)

Latitude

(degree)

Longitude

(degree)

175W

165W

155W

145W

135W

125W

115W

105W

95W

85N

910

890

890

870

870

860

860

850

840

75N

2410

1640

880

1410

1400

1350

1390

1310

1370

65N

2410

3300

4740

2660

1110

1210

2290

1980

1670

55N

6520

3520

6450

7410

7660

3210

3480

3390

3190

45N

7240

6960

6970

6620

5580

3780

5570

5340

6060

35N

4890

8830

6530

6910

5120

4180

2250

2160

3630

25N

3210

5440

3860

5490

3460

4710

2770

1850

1500

15N

1260

970

3650

2270

2410

3310

2810

2140

1460

5N

660

810

1190

1120

1340

1180

760

1540

2320

5S

100

520

760

850

910

960

910

1170

1210

15S

480

500

580

640

650

540

1060

500

300

25S

500

520

530

540

530

490

440

820

390

35S

560

640

710

750

810

810

740

620

480

45S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

55S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

65S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

75S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

85S

N.A.

100

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

Supplementary Table 1-4 137Cs decay corrected accumulative deposition in 10 degree by 10 degree as of 1 Jan. 1970 (Bq m-2)

Latitude

(degree)

Longitude

(degree)

85W

75W

65W

55W

45W

35W

25W

15W

5W

85N

850

860

840

820

820

840

870

930

920

75N

1370

1510

1190

2470

1400

1190

5280

2320

2440

65N

2770

2750

2940

3200

6480

3850

5420

6180

8060

55N

3890

4210

4640

6700

7770

7910

7500

7290

4090

45N

4140

5220

3480

4430

8490

7400

5820

4110

3870

35N

4290

3960

2010

5210

4380

3520

3210

1970

1630

25N

4170

3080

1770

3140

3790

3600

420

320

230

15N

5480

1810

1520

1200

1110

1030

910

1210

1050

5N

1020

820

800

1280

1580

1700

1610

1110

1080

5S

1140

690

590

450

820

1080

1090

1030

990

15S

750

580

150

140

570

510

680

730

740

25S

380

370

170

370

360

500

450

410

380

35S

340

300

150

310

820

880

830

670

490

45S

N.A.

2130

N.A.

320

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

55S

N.A.

N.A.

N.A.

330

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

65S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

75S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

85S

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.

N.A.: Data was not available.

Bold: Obtained by averaging of the observational data in a same grid.

Next Page