Учените изчисляват излъчването на радиация от Фукушима

Атмосферните химици казват, че сега имат първо количествено измерване на количеството радиация, изтекла от повредените ядрени реактори във Фукушима, Япония след земетресението през март 2011 г. и цунамито там. Те използваха директни измервания на радиоактивна сяра в Калифорния - направени в края на март и началото на април -, за да изчислят колко радиация трябва да е изтекла от реакторите на Фукушима.

Тези изследователи непрекъснато наблюдават атмосферната сяра в Сан Диего, използвайки инструмент в края на кея в Университета по океанография на Скрипп в Калифорнийския университет в Сан Диего. Те бяха в състояние да използват тези измервания, за да изчислят, че концентрациите на радиоактивни материали на километър над океана близо до Фукушима трябва да са били около 365 пъти по-високи от естествените нива.

Пирс на скриптове в Сан Диего. Изображение чрез Scripps Pier Weather

Марк Тийменс е декан на Катедрата по физически науки в Калифорнийския университет в Сан Диего и старши автор на доклада по този въпрос тази седмица (15 август 2011 г.) в ранното онлайн издание на Proceedings of the National Academy of Sciences . Той каза на EarthSky, че няма опасност за хората в Калифорния от радиоактивната сяра, измерена от екипа му през март и април:

Въпреки че шипът, който измервахме, беше много висок в сравнение с фоновите нива на радиоактивна сяра, абсолютното количество радиация, което достигна до Калифорния, беше малко. Нивата, които записахме, не са грижа за човешкото здраве. Всъщност бяха необходими чувствителни инструменти, измерващи радиоактивно разпадане в продължение на часове след продължително събиране на частиците, за да се измери точно количеството на радиацията.

На 28 март 2011 г., 15 дни след като операторите започнаха да изпомпват морска вода в повредените реактори и басейни, държащи отработено гориво, групата на Тийменс наблюдава безпрецедентен скок на количеството радиоактивна сяра във въздуха в Ла Джола, Калифорния. Те разпознаха, че сигналът идва от осакатената електроцентрала.

Неутроните и други продукти на ядрената реакция изтичат от горивни пръти, когато пръчките се стопят. Морската вода, изпомпвана в реактора, абсорбира онези неутрони, които се сблъскаха с хлоридни йони в солената вода. Всеки сблъсък избива протона от ядрото на хлориден атом, превръщайки атома в радиоактивна форма на сяра.

Когато водата удари горещите реактори, почти цялата се изпари в пара. За да предотвратят експлозии на натрупания водород, операторите обезвъздушиха парата, заедно с радиоактивната сяра, в атмосферата.

Във въздуха сярата реагира с кислорода, за да образува серен диоксид и след това сулфатни частици. И двамата духаха през Тихия океан при преобладаващи западни ветрове към мониторинговото оборудване в Сан Диего, поддържано от групата на Thiemens.

Използвайки модел въз основа на наблюденията на NOAA за атмосферните условия, екипът определи пътя на въздуха по пътя към пристана през предходните 10 дни и откри, че той води обратно към Фукушима.

Тогава те изчислили колко радиация трябва да е освободена.

Антра Приядарши, докторски изследовател в лабораторията на Тименс и първи автор на статията, каза:

Знаете колко морска вода са използвали, колко далеч неутроните ще проникнат в морската вода и размера на хлоридния йон. От това можете да изчислите колко неутрони трябва да са реагирали с хлор, за да се получи радиоактивна сяра.

След отчитане на загубите по пътя, когато сулфатните частици паднаха в океана, разпаднаха се или се обърнаха далеч от потока въздух, тръгнал към Калифорния, изследователите изчислиха, че между 13 март повърхността на охлаждащите басейни е освободена 400 милиарда неутрона на квадратен метър повърхност, 2011 г., когато започна операцията за изпомпване на морска вода, и 20 март.

Концентрациите на километър над океана близо до Фукушима трябва да са били около 365 пъти по-високи от естествените нива, за да се отчитат нивата, които изследователите наблюдават в Калифорния.

Радиоактивната сяра, която Тиеменс и неговият екип наблюдаваха, трябва да са получени от частично разтопено ядрено гориво в реакторите или езерните хранилища. Въпреки че космическите лъчи могат да произвеждат радиоактивна сяра в горната атмосфера, тя рядко се смесва в слоя въздух точно над океана, където са направени тези измервания.

За период от четири дни, завършващ на 28 март, те измерват 1501 атома радиоактивна сяра в сулфатни частици на кубичен метър въздух, което е най-високото, което някога сте виждали в повече от две години записи на обекта.

Дори и нахлуванията от стратосферата - редки събития, които носят естествено произведена радиоактивна сяра към земната повърхност - са произвели шипове от само 950 атома на кубически метър въздух на това място.

Долен ред: Атмосферните химици от Калифорнийския университет в Сан Диего - включително Марк Тийменс и Антра Приядарши - директно измерват радиоактивна сяра в Калифорния в края на март и началото на април 2011 г. След това те използват тези измервания, за да изчислят колко радиация трябва да е изтекла от повредената ядрена реактори във Фукушима, Япония след опустошителното земетресение и цунами там през март 2011 г. Те казват, че тяхната работа представлява първото количествено измерване на количеството радиация, изтекла от повредените японски ядрени реактори. Те изчислиха, че концентрациите на радиоактивни материали на километър над океана близо до Фукушима трябва да са били около 365 пъти по-високи от естествените нива след стопяването. Според нивата, измерени в Калифорния, нивата не са били достатъчно високи, за да навредят на хората.

Пълни ядрени сривове в Япония седмици след земетресението