ガンマ線エミッター137 Сs は，放射能汚染のインジケータ

■byアレクサンドル・ポートノフ，«Природа» №12, 2019
アレクサンドル・ミハイロビッチ・ポートノフは，地質学および鉱物学博士，国立地質探査大学の鉱物学および地球化学学部教授．

表紙のマップは，南ウラルのチェリャビンスク地域で実施した同様の調査結果．この川の支流は，長い間，原爆が生産されたマヤック工場の跡地です．

1986年4月の終わりにチェルノブイリ原子力発電所で原子炉暴走が起き，放射性物質の激しい放出は5月6日まで続いた．その結果，5000万［Ciキュリー＊］のさまざまな放射性核種と5000万Ciの放射性ガスが環境に出た．それらには最大250万Ci の137セシウム Csと最大で1400万Ci の 131ヨウ素 Iが含まれていた．ソビエト連邦の領土では，1700万人が生活する11の地域が影響を受け，そのうち250万人が5歳未満の子供でした．放射能は，フィンランド，スウェーデン，および多くの中央ヨーロッパ諸国を含む20以上の州にも影響を及ぼしました（図1）[1，2]．

西ヨーロッパの放射性同位元素137Cs（チェルノブイリ放出）の汚染の地図

(＊注) Ciキュリーは，放射能の単位で，日本や世界ではBqベクレルが用いられる．Ciは大きな単位で，実際に使いやすいのはμCiのオーダーです．
1 Ci (キュリー)= 3.7×10^10 Bq（ベクレル）．1Bqとは，毎秒1回の放射性崩壊が発生する放射能の量．

災害初期数時間の規模は不明ですが，幸い，空中ガンマ線分光（AGS）調査用に設計されたソビエト連邦水文気象サービスのAN-26航空機が，キエフ飛行場に駐留していた．分光計が装備されており，さまざまな放射性同位元素のガンマ線のエネルギーと強度レベルを地表から100〜150 mの高さから定量化することが可能でした．航空機はすぐに作業を開始し，南北方向に12回以上の平行ルートを飛行しました．1日後，キエフに至る広大な地域の放射能汚染のマップができました．放射能レベルは非常に高かった．

汚染の最初の概略図はすぐにモスクワとキエフに送られ，それらは直接ミハイル・ゴルバチョフに個人的に示されたと言います．それにもかかわらず，ラジオ局はチェルノブイリ原子力発電所での事故をはっきりは伝えませんでした．プリピャチの住民の避難は，最初の数日間は行われず，放射能レベルはスケール・アウトしたのに，メーデー祭日のキエフの子供たちは揮発性のガンマ・ベータ線エミッターである放射性同位元素131ヨウ素 Iの空気を吸いました．当局はパニックに陥り，専門家を探し，集団保護の代わりに-人口を「ヨード化」し，地元の製品の消費を禁止しました．（訳注：ヨウ素剤配布は，間に合わなかったのではなかったか？）

放射能汚染の詳細な調査には，ソ連地質省のモスクワ地球物理探査隊が関与し，カナダ企業「マクファール」の最先端のガンマ線分光計［NaI（Tl）結晶がシンチレータ］を用いた．以後数年間，私はこの作業，データの処理，および放射性核種の汚染のマップの編集に関与した．最終的な地図の作成は，A.I．ペレルマン（地質学および鉱石鉱物学研究所，モスクワ）とアカデミアンYu.A.イスラエルによって監督された [ 3 ]．

我々の仕事の開始時は，144 セリウムСе、131ヨウ素 Iなどや，自然のガンマ線エミッターのカリウムK，トリウムTh，ウランUなどの半減期の短い同位体の存在のために非常に高かった．

0.66 MeVのガンマ線エネルギーを持つ137セシウムCs［半減期は 30年あるのでゆっくり減る］は，100〜150 mの高さからリモートでスペクトルを分離できる．セシウムは広く分散しており「非ガス​​」の放射性同位元素中で最も移動性が高いことがわかった．137セシウムCsの空気中移動は，マイクロエアロゾル形態の高い揮発性のためである（図2）．チェルノブイリからの放射能放出は，最初の数日でフィンランドとスウェーデンに到達した．チェルノブイリ原子力発電所の爆発をすでに衛星で観察していたアメリカから放射線源を教えられました．

セシウムは航空機のペーパーフィルターで簡単に捕集され，濾液の組成をマイクロプローブで分析した．粒子状のセシウムの存在と，1〜10 µmの最も細かいダストが風によって数千キロも（アラスカまで）運ばれました．

■冗長になるので，中間を略し，私たちのTreeCT研究会の話をしましょう．詳細はTreeCTウエブサイトをご覧ください．私たちのTreeCT研究会も，ガイガーカウンターやCsIをシンチレータとするカウンターを作製し，福島県，西郷村を中心とする土壌汚染の測定とマップの作製をしました．高感度のガンマ線カメラや大口径のシンチレータ結晶を持ち合わせていないので，上空からのリモートセンシングはできませんでしたが，今日ではドローンも普及したので上空からのセンシングも敷居が低くなりました．

私たちの測定は，主として137セシウムCsのガンマ線0.66MeVを検出しました．測定しやすいセシウムCsの放射性同位体が汚染のよいインジケータであるとことは，この論文の通りです．
セシウム137はガンマ線およびベータ線を出し，体内に血液がんを引き起こします．以下に述べるベータ・エミッターやアルファ・エミッターはもっと危険ですが，測定が非常に難しいので，セシウム137のようなガンマ・エミッターをモニターすることが現実的な良い方法です．

ガンマ線は透過力が強いのですが，ベータ線（アルミ箔で止まる）やアルファ線（紙で止まる）は，透過力が弱くリモートのセンシングはできません．これらは，ガンマ線のように外部被ばくの心配はないのですが，体内に取り込むと細胞を破壊しとても危険です．ベータ線のエミッター（通常はストロンチウム90，半減期 27.7年）が骨に蓄積し，肉腫を引き起こします．アルファ線のエミッターは，アルファ粒子がすぐ止まる（空気中で約2 cm）ため，その検出が非常に困難ですが，最も危険です．これらには，非常に長寿命のプルトニウムとそれが生成するキュリウムとアメリシウムが含まれます．生態系に入る危険な長寿命のアルファ線エミッターには，ルテニウム-106および-103とポロニウム-210（半減期 120日）も含まれます．後者はテロリストによって3年後に消えるほとんど見えない毒として使用されます．アルファ線は人間の粘膜にがんを引き起こし，目，食道，胃，肺に影響を与えます．ベータ線もアルファ線も人間の皮膚を通過できないので，もし体内に取り込まれていても，ホールボディ・カウンタで外部から測定しても検出できないことです．