Ученые обнаружили ранее не вызывавшее подозрений место, где скопился радиоактивный материал после катастрофы на ядерной станции «Фукусима-1» — в песках и солоноватых грунтовых водах под пляжами в 96 километрах от места аварии. Пески захватили и удержали радиоактивный цезий, который был выброшен во время катастрофы в 2011 году и сейчас медленно поступает обратно в океан.
«Никто не пьет эту воду, и радиация не представляет опасности никому, таким образом, общественное здоровье — не главное опасение», — пишут ученые в работе, опубликованной 2 октября в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Но «этот неожиданный вариант хранения и выброса радионуклидов в океан» должен учитываться при управлении прибрежными зонами, где расположены ядерные станции.
Ученые из Океанографического института в Вудз-Хоуле (США) и Университета Каназавы (Япония) предполагают, что радиоактивный цезий-137, выброшенный в 2011 году, транспортировался вдоль побережья океанскими течениями. Спустя дни и недели после катастрофы волны и приливы принесли цезий, где элемент «прикрепился» к песчинкам.
Обогащенный цезием песок остался на пляже и в солоноватой смеси пресной и соленой воды под пляжами. Но побывавший в соленой воде цезий больше не «цепляется» к песку. Поэтому, когда очередные волны и приливы принесли соленую воду из океана, солоноватая вода из-под пляжей стала достаточно соленой, чтобы высвободить цезий из песка. Таким образом, радиация попала в океан. «Никто не ожидал, что самые высокие уровни цезия в океанской воде будут обнаружены не в гавани ядерной станции „Фукусима-1“, а в грунтовых водах под песками пляжа за многие километры от нее», — говорит один из авторов исследования.
© Natalie Renier, Woods Hole Oceanographic Institution
Ученые оценили, что объем загрязненной воды, текущей в океан из этого источника, так же велик, как объем радиоактивной воды из двух других известных источников: выбросов и стоков с самой ядерной станции и сток из рек, которые продолжают переносить цезий после выпадения осадков на суше в 2011 году. Но совместный объем всех трех источников в тысячи раз меньше сегодня по сравнению с днями сразу после катастрофы в 2011 году.
Команда забрала образцы с 8 пляжей в 96 километрах от разрушенной ядерной станции «Фукусима-1» с 2013 по 2016 годы. Они погрузили трубки до 90–210 см длиной в песок, накачали грунтовой водой и проанализировали ее на предмет наличия цезия-137.
Уровень цезия в грунтовых водах был до 10 раз выше, чем в морской воде в гавани ядерной станции. Общий объем цезия, удерживаемый на глубине более 90 см в песке, выше того, что находят в отложениях на морском дне у пляжей.
Цезий имеет долгий период полураспада и надолго остается в окружающей среде. Во время анализа пляжей ученые выявили не только цезий-137, который мог попасть туда после аварии на станции «Фукусима-1» или испытаний ядерного оружия, которое было протестировано в 1950-х и 1960-х годах, но также цезий-134, радиоактивную форму цезия, источником которой могла быть только авария на «Фукусиме».
Исследователи также провели эксперименты на японских пляжных образцах в лаборатории, чтобы продемонстрировать, что цезий и вправду «цеплялся» к песку, а потом терял цепкость, когда его вымывало соленой водой. «Пески выступали как губка, которая была заражена цезием в 2011 году и только сейчас начала медленно его выпускать, — пишут ученые. — Только время медленно уберет цезий из песков, так как он разлагается естественным образом и вымывается морской водой».
«Существует 440 рабочих ядерных реакторов в мире, половина из них расположена на береговой линии», — говорят авторы исследования. Поэтому этот ранее неизвестный источник заражения прибрежных океанских вод «должен учитываться во время мониторинга за ядерными станциями и в сценариях, рассматривающих будущие происшествия».