通过对环境中特定尘粒的分析,一个由英国和日本科学家组成的联合小组,发现了导致2011年3月福岛核事故一系列事件的新线索。由布里斯托尔大学西南核中心的彼得·马丁博士和汤姆·斯科特教授领导的多组织研究,与来自钻石光源、英国国家同步加速器设施和日本原子能机构(JAEA)的科学家合作,其研究成果现在发表在《自然通讯》上。
与1986年4月的切尔诺贝利事故一样,由于向环境中释放了大量放射性物质,国际原子能机构(IAEA)将福岛第一核电站(FDNPP)事故列为国际核事件分级表(INES)的第7级(最严重)。即使在事故发生8年后的今天,核电站周围重要区域仍然因为仍然存在的高放射性水平而被疏散。据信,由于这次事故,有些人可能永远回不了家。在从接近FDNPP的环境样品中分离出亚毫米颗粒之后。
研究小组首先利用了金刚石光源相干成像(I13)的高分辨率x射线层析成像和x射线荧光作图功能。从这些结果中,可以确定分布在高孔隙度沉降粒子中各种元素成分的位置,包括粒子外部微米级铀包裹体的确切位置。在确定了这些铀包裹体之后,研究小组利用钻石上的微聚焦光谱(I18)分析了铀的特定物理和化学性质。通过将高度聚焦的x射线束对准样品中高染区域,并分析所产生的特定发射信号,有可能确定铀是核源的,而不是来自环境。
布里斯托尔大学(University of Bristol)使用质谱法对这些颗粒进行了铀的FDNPP来源的最终确认,其中包含物的特定铀特征与一号反应堆相匹配。除了将这些材料归因于FDNPP现场的特定来源外,研究结果还为科学家们提供了至关重要的信息,以调用一种机制来解释1号反应堆发生的事件。通过应用先进的同步加速器分析技术,铀包裹体的物理和化学状态表明,尽管铀包裹体来自反应堆。
但这种材料目前存在于一种环境稳定的状态中——由包裹它们的硅酸盐材料进一步加强了这种状态。研究论文发表在,研究作者彼得·马丁博士说:我们很高兴这项研究得到了《自然通讯》的认可。这是对合作伙伴在JAEA和钻石光源卓越合作的敬意,研究从这个单一粒子中了解了福岛核事故对环境的长期影响,并开发了独特的分析技术,以进一步研究核退役。