https://frosthead.com

פלוטוניום ממבחני גרעין מתהפך באווירה

חלקיקים של פלוטוניום רדיואקטיבי מבדיקות גרעיניות נותרו גבוהים בסטרטוספרה במשך יותר מ 50 שנה, והתפרצויות וולקניות כמו Eyjafjallajökull של איסלנד בשנת 2010 יכולות להכניס את אותם חלקיקים לאטמוספירה התחתונה, כך מדווחים החוקרים ב- 7 בינואר ב- Nature Communications . עם זאת, הם מזהירים כי ריכוזי החלקיקים באטמוספרה התחתונים הם קטנים ואינם מאיימים על בריאות האדם.

תוכן קשור

  • איך פיזיקה פיזרה את עיצוב פצצות האטום שנשמטה על יפן

בין 1945 ל -1998, מדינות ברחבי העולם ניסו נשק גרעיני מתחת לאדמה, מתחת למים וגבוה באטמוספירה. הבדיקות האטמוספריות שנערכו בשנות החמישים, 1960 ושבעים - יחד עם שריפת לוויין SNAP-9A המונע על ידי פלוטוניום בשנת 1964 - יצרו פסולת רדיואקטיבית שהתחברה לחלקיקים באוויר, המכונים אירוסולים. באזורים הטרופוספריים - החלק התחתון של האטמוספרה המשתרע מהאדמה לכ-17 עד 20 ק"מ למעלה - חלקיקים אלה נשטפו תוך שבועות עד חודשים. אך שילוב של גורמים, כמו טרופופוזה דמוי המחסום, שומר על החלקיקים בסטרטוספרה (השכבה הבאה למעלה, המשתרעת על כ- 50 ק"מ) לאורך זמן. אבל כמה זמן?

מחקרים שנעשו בשנות השישים והשבעים, בהם נדגמו אירוסולים באמצעות מטוסים ובלונים, הראו כי מרבית החלקיקים הרדיואקטיביים השתהו בסטרטוספירה במשך כשנה עד ארבע שנים. חלקיקים גדולים יותר, כאלה בטווח של עד 10 מיקרומטר התיישבו עוד יותר מהר, נמשכים שבועות עד חודשים בלבד בסטרטוספרה. (החלקיקים לא נעלמו סתם; הם עברו למטה לטרופוספרה בהפרעות בטרופופוזה המאפשרים ערבוב בין הטרופוספירה לסטרטוספרה, אירועים המתרחשים לרוב באביב.) מכיוון שבוצעו ניסויים גרעיניים לפני זמן כה רב, כל הרדיואקטיביים האלה חלקיקים סטרטוספיים צריכים לרוב להיעלם כעת, סיכמו המדענים.

ההתפרצות של Eyjafjallajökull בשנת 2010 החלה מדענים לחשוב שמסקנות אלה עשויות להיות שגויות. עם התפרצות הר הגעש, החוקרים בשוויץ החלו לקחת דגימות אירוסול מהטרופוספירה, והם מצאו ריכוזים גבוהים של חלקיקים רדיואקטיביים. רמות פלוטוניום וצזיום (תוצר לוואי נוסף של ניסויים גרעיניים) היו עד לשלושה סדרי גודל גבוהים יותר מאשר רמות שנמצאו בתרסיסים בגובה הקרקע. מדידות אלה סתרו את מחקרי האירוסול הקודמים, שמצאו רמות נמוכות ברחבי הטרופוספירה; משהו קרה.

חוסה קורצ'ו אלוואראדו מבית החולים האוניברסיטאי לוזאן ועמיתיו אספו נתוני אירוסול שנאספו על ידי מטוסים צבאיים לאורך שוויץ במשך רוב השנים החל משנות השבעים עד 2004 יחד עם נתונים דומים שנאספו כשרזית האפר מ- Eyjafjallajökull נסעה ברחבי הארץ בשנת 2010. אז הם השתמש בנתונים אלה כדי ליצור מודל להפצת חלקיקים רדיואקטיביים באטמוספירה בשוויץ משנת 1970 ועד היום.

רוב הפלוטוניום בסטרטוספרה, הם חישבו על סמך ריכוזים ושיעורי ריקבון, בוודאי הופקדו שם בין 1964 ל -1982. זה תואם את ההנחה כי ניסויים גרעיניים והתפרקות הלוויין הם המקורות הגדולים ביותר לחלקיקים רדיואקטיביים באטמוספרה. . הפלוטוניום נותר בסטרטוספרה בממוצע 2.5 עד 5 שנים, כך עלה בדגם שלהם, אך כמות קטנה נשארת מסתובבת בסטרטוספירה.

החוקרים כותבים כי "התוצאות שלנו מראות ששברים משמעותיים של אירוסולים רדיואקטיביים ... נותרו בסטרטוספרה לאורך טווחי זמן בסדר גודל של כמה עשורים".

באשר לאופן שבו פלוטוניום רדיואקטיבי ככל הנראה הסתיים במפלת האפר של הר הגעש, הנה מה שמציעים החוקרים: ההתפרצות גרמה לאלפי טונות של סלע מותך לבוא במגע עם קרח. האינטראקציה ההיא יצרה פיצוץ אדיר שזרק אדים וחלקיקים לאוויר, ודחף אפר ודגנים עדינים כמו גופרית דו-חמצנית לאזורים התחתונים של הסטרטוספרה. חלקיקי האפר והגופרית אספו פלוטוניום וצזיום מהסטרטוספרה והביאו את היסודות הרדיואקטיביים אל תוך הטרופוספירה.

החוקרים כותבים כי "ההתפרצות הגעשית החזקה של הר הגעש Eyjafjallajökull הפיצה מחדש רדיונוקלידים אנתרופוגניים [חלקיקים רדיואקטיביים מפעילות אנושית].

לא מספיק אנשים רדיואקטיביים לדאוג להם - מישהו שנולד לאחר ביצוע הבדיקות לא מתכוון לחלות בסרטן מחלקיקי פלוטוניום בסטרטוספרה. אך יתכן וזה יסייע במדענים החוקרים את תנועת החלקיקים דרך האטמוספרה מכיוון שהחלקיקים הרדיואקטיביים פועלים כמו סמנים לאופן שבו האוויר מסתובב.

פלוטוניום ממבחני גרעין מתהפך באווירה