土壌－農作物系での放射性核種の物理的・化学的性質

51

図3.16.: 事故から1年間の牛乳中の¹³⁷Cs【半減期30年】濃度の推移。測定はフランス各地。[文献 3.34 より引用]【縦軸の単位はBq/L。上の線＝東部、中の線＝中部、下の線＝西部で1年余りの期間につ いて調べた。実線は初期濃度値に春刈り干し草経由汚染を組み合わせた推定変化（ASTRALモデ ル）。】

52

原発に近い土地では、放射性核種は燃料粒子の塊に含まれた形になっていて、それが分解して放 射性核種が外に出るまでに【そして土壌に染み込むまでに】時間がかかる【3.1.2節参照】。現に、

このプロセスが未だに終わっていない。燃料粒子がどのくらいの早さで分解して土壌に染み込むか を決めるのは、主に土壌溶液の酸性度pHと、燃料粒子の物理的・化学的特性（特に酸化度）である

（3.17図参照）。pH=4の酸性土壌では、約1年で粒子の半分が分解したが、pH=7の中性土壌では14 年かかった[3.39.3.41]。したがって、酸性土壌ではほとんどの燃料粒子が既に分解して土壌に染み 込んでいる。中性土壌だと、燃料粒子の分解によって出てくる⁹⁰Srの量は増加中で、増加は今後10

〜20年に続く見込みである。

図3.17.: (a)チェルノブイリ近辺に飛散した燃料【酸化ウラン】の土壌による酸化効果。[文献 3.40

より引用]【燃料粒子内部で非一様に酸化していく様子のスケッチ。その結果、燃料粒子の一部が 分解し⁹⁰Srが放出され、燃料粒子内の⁹⁰Sr濃度が下がる。】(b)事故後10年の時点での飛散燃料内の⁹⁰Sr の比率。[文献 3.39より引用]【横軸は土壌のpH、縦軸は⁹⁰Srの含有率。】

53

図3.18.: 放射性物質の土壌への固定度。測定は1998年で、ベラルーシ、ゴメリ州（Gomel）のポド

ゾル風のローム土（soddy podozolic loam）。[文献 3.46より引用]【左図が¹³⁷Csで、右図が⁹⁰Sr。化学

抽出法（sequential extraction technique）が上手く行くかどうかで分類した。ゴメリ市は原発の北北

東130 kmに当たる。】

土壌中のミネラル（カリウム等の栄養素）だけでなく、微生物も土壌中の放射性核種の動きを左 右する事がある[3.42および3.43]。微生物はミネラルや未分解有機物【落ち葉や死骸】と作用して、

放射性核種の動植物への吸収量をも変える事がある。菌根類【植物の根に共生する菌類】のように 特殊な土壌微生物だと、寄生元の植物が土壌溶液から放射性核種を吸収するのを促進する場合もあ る。

放射性核種の土壌中の移動や動植物への取り込みの難易やその度合いは、昔から連続抽出法

【sequential extraction】で調べられている。この方法は汚染物質と土壌各成分との結合を切り離すよ

うな、連鎖反応しやすい化学物質を対象の土壌に続けて反応させるというもので、数多くの実験手 法が開発されている。この手法による結果の一例を図3.18に示す。この図によると、放射性ストロ ンチウムより放射性セシウムのほうが土壌に固定されやすい。上記の化学的な抽出法は対象土壌ご とに適性があり、土壌によっては必ずしも同じ数値は出て来ない。ゆえに、この手法で出来るのは 核種の動きやすさの推定までであり、具体的な数値までは出せない。

連続抽出法【sequential extraction】で土壌を調べた結果、1986年の事故から10年で、¹³⁷Csのうち の移行しやすい分は、3分の1〜5分の1に減ったことが分かった^訳注31。この減少により農作物汚染も 減少するが、ここまで急速に減少した理由として２つの可能性として挙げられている。ひとつは、

放射性セシウムが粘土鉱物の層の間に次々に挟まって固定されたのではないか、というもので、も う一つは、放射性セシウムがゆっくり拡散して、粘土鉱物の複雑な先端部に結合した、というもの である^訳注32。このような過程は、放射性セシウムを【土壌溶液と土壌粒子の間で】交換し難くし、

そのまま農作物への根からの取り込みが難しくなる事【即ち汚染し難くなる事】を意味する。⁹⁰Sr は逆で、交換しやすい成分が年々増えている。これは燃料粒子の分解によって⁹⁰Srが土壌に入って きた為と考えられる。

訳注28：土壌溶液とは、土壌から養分が溶け込んだ水の事で、これを根が吸い上げる。

訳注29：例えばセシウムとカリウムとナトリウムの化学的性質が似ているので、土壌から土壌溶液

54

に溶け出す溶解濃度は、３つ合わせて概ね一定値となる。従って、カリウムやナトリウムの溶解 濃度が高まれば、セシウムの溶解濃度は低くなる。この関係を競合元素という。ちなみに、これ らの元素は土壌溶液へは陽イオンとして溶け出す。以下の本文はその説明。

訳注30：遠いところの汚染は主に降雨に伴われるが、雨滴によって運ばれるような放射性核種とい うのは、その段階で水に溶けやすい形（化学結合や大きさ：3.1.2節参照）になっており、さらに 雨の勢いに乗って地面に圧縮されてへばりついていた。これら湿性沈着での汚染は、風や拡散に よる乾性沈着と水溶性などが異なる。

訳注31：¹³⁷Cs（物理的半減期約30年）の量そのものでなく、そのうちの植物に吸収されやすい部分 だけを指す。

訳注32：粘土鉱物がある場合、養分となる元素はミネラルと電気的に結合して、根からの積極的な 作用（負イオン等）がないと、簡単にはミネラルから離れて溶け出さない。この結合が強まると 根からの作用も効かなくなる。