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科学家终于破解了切尔诺贝利放射性"野猪悖论" :问题很可能出在松露
发布日期:2023-12-02 00:42:24  稿源:cnBeta.COM

切尔诺贝利核灾难发生几十年后,野猪肉仍然表现出出人意料的高放射性。谜底揭晓:还有一个重要原因被忽略了。1986 年的切尔诺贝利核灾难严重影响了中欧的森林生态系统。事故发生后,高放射性污染导致多年来食用蘑菇和野味肉类的建议受到影响。随着时间的推移,鹿肉和狍肉中的放射性如期减少,但野猪肉中的放射性水平却出乎意料地居高不下,有些甚至超过了安全限值。

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最新研究发现,切尔诺贝利灾难导致的中欧野猪肉中的持久性放射性污染也受到了 20 世纪 60 年代核武器试验产生的铯的重大影响,这凸显了复杂的生态相互作用和精确科学分析的关键作用。图片来源:Joachim Reddermann / TU Wien

这种持续存在的反常现象被称为"野猪悖论",多年来一直困扰着专家。不过,维也纳工业大学(TU Wien)和汉诺威莱布尼茨大学(Leibniz University of Hannover)最近的详细研究揭示了其中的原因: 这是 20 世纪 60 年代核武器试验的后遗症。

维也纳工业大学的 Georg Steinhauser 教授说:"样品中最重要的放射性元素是铯-137,其半衰期约为 30 年。因此,30 年后,一半的物质已经自行衰变。然而,食物中的辐射量通常会下降得更快。"

毕竟,铯在切尔诺贝利事故后已经散失,被雨水冲走,与矿物质结合,或者可能迁移到土壤深处,因此植物和动物对它的吸收量不再与反应堆事故发生后的吸收量相同。因此,在经过一个半衰期后,大多数食物样本中的放射性活度浓度不仅只有原来的一半,而且还要低得多。

然而,野猪肉的情况则不同:那里的辐射水平几乎保持不变。它们的下降速度比铯的自然放射性衰变要慢得多--从物理角度看,这一结果乍一看似乎完全自相矛盾。

时至今日,人们仍能测量到不适合食用的野猪肉样本,因为它们的辐射水平明显超过了允许的限度。这也可能是野猪在某些地区的狩猎压力较小,而它们的过度繁殖往往对农业和林业造成巨大破坏的原因。

寻找铯指纹

Georg Steinhauser教授于 2022 年从汉诺威莱布尼茨大学转到维也纳工业大学,他和他的团队开始寻找这一谜题的答案:通过进行新的、更精确的测量,他们不仅要确定放射性的数量,还要确定其来源。

冯斌博士在汉诺威莱布尼茨大学无机化学研究所和维也纳工业大学TRIGA中心Atominstitut从事研究工作,他解释说:"这是可能的,因为不同来源的放射性同位素具有不同的物理指纹。例如,它们不仅释放铯-137,还释放铯-135,这是一种半衰期更长的铯同位素。这两种铯的比例并不总是相同的--例如,切尔诺贝利核泄漏事故的放射性同位素指纹就不同于 20 世纪 60 年代的核武器试验。因此,测量这一比率可以提供有关放射性物质来源的信息。"

然而,准确量化铯-135 却非常困难。Georg Steinhauser 说:"由于铯-135 的半衰期很长,而且很少衰变,因此不能只用辐射探测器来探测它。必须使用质谱方法,并花费相对较大的精力将它与其他原子精确区分开来。我们现在已经成功地做到了这一点。"

研究结果表明,虽然中欧地区大约 90% 的铯-137 来自切尔诺贝利,但野猪样本中的比例要低得多。相反,野猪肉中的大部分铯可归因于核武器试验--在某些样本中高达 68%。

松露(可能)是罪魁祸首

原因在于野猪对食物的特殊偏好:它们特别喜欢从地里挖出松露,而放射性铯在这些地下菌类中的积累有很长时间的延迟。Georg Steinhauser 说:"铯通过土壤向下迁移的速度非常缓慢,有时每年只有一毫米左右。"

松露生长在 20-40 厘米深的土壤中,因此现在才开始吸收切尔诺贝利事故中释放的铯。而来自"旧"核武器试验的铯则在一段时间前就已经到达了那里。

因此,不同的效应之间存在着复杂的相互作用: 核武器试验产生的铯和切尔诺贝利事故产生的铯都会在土壤中扩散,因此松露会被两股不同的"铯锋"到达,这些"铯锋"会在土壤中逐渐迁移。另一方面,铯会随着岁月的流逝而衰减。

Georg Steinhauser 说:"如果把所有这些影响加在一起,就可以解释为什么松露--以及随后的猪身上的放射性多年来保持相对稳定。因此,野猪肉的污染预计在未来几年内也不会明显减少,因为切尔诺贝利事故中的部分铯现在才融入松露中。我们的工作表明,自然生态系统中的相互关系是多么复杂,但也恰恰表明,只要测量足够精确,就能找到这些谜题的答案。"

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