Результаты экспедиции 2011 года по изучению концентрации, распределения и последствий фукусимской радиации

Международная группа исследователей сообщает о результатах научного рейса, организованного для изучения количества, распространения и воздействия радиации, попавшей в океан с поврежденных цунами реакторов в Фукусиме, Япония. Команда из 17 ученых и техников из восьми учреждений провела в море 15 дней в июне 2011 года, изучая океанические течения и отбирая пробы воды и морских организмов вплоть до границы зоны отчуждения вокруг реакторов.

Под руководством Кена Бюсселера, старшего научного сотрудника и морского химика из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI), команда обнаружила, что концентрация нескольких ключевых радиоактивных веществ, или радионуклидов, была повышена, но сильно варьировалась по всей исследуемой территории, что отражает сложную природу морской среды. Кроме того, хотя уровни радиоактивности у морских организмов, отобранных во время рейса, были значительно ниже уровней, вызывающих опасения для людей и самих организмов, исследователи оставляют открытым вопрос о том, накапливаются ли радиоактивные материалы в донных отложениях и, если да, могут ли они представлять долгосрочную угрозу для морской экосистемы. Результаты опубликованы 2 апреля в онлайн-издании журнала Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Целью экспедиции была независимая оценка данных, предоставляемых японской стороной, а также отбор проб вдали от берега, где, по предположениям ученых, течения переносили большую часть радионуклидов. Также ставилась задача дать максимально широкую оценку потенциального воздействия на морскую систему, чтобы лучше понять ситуацию в регионе и создать надежную основу для измерения будущих изменений.

Среди выброшенных материалов были цезий-134 и цезий-137 — два радиоактивных изотопа, которые не встречаются в океане естественным образом. Цезий-134 с периодом полураспада чуть более двух лет мог поступить только с фукусимских реакторов. Цезий-137 с периодом полураспада около 30 лет ранее попал в Тихий океан в результате наземных испытаний ядерного оружия в 1950-х и 60-х годах, что позволило использовать его в качестве эталона для измерения новых выбросов с реакторов.

Экспедиция стартовала из Иокогамы 6 июня на исследовательском судне Университета Гавайев Ka'imikai-o-Kanaloa. Маршрут представлял собой зигзагообразную линию, начинавшуюся в 600 км от берега и подходившую на расстояние до 30 км от поврежденной АЭС. Были отобраны многочисленные пробы воды с поверхности до глубины 1000 метров, проведено более 100 тралений для сбора фито- и зоопланктона, а также мелкой рыбы. Также были выпущены два десятка дрейфующих буев, отслеживающих движение течений.

Анализ проб показал, что совокупное количество радиоактивного материала с поврежденной АЭС представляет собой крупнейший в истории случайный выброс радиации в океан. Несмотря на это, количество радиации в океане оказалось значительно ниже стандартов Агентства по охране окружающей среды США (EPA), определяющих безопасность питьевой воды. Радионуклиды быстро выносились от берега и рассеивались на большой площади, смешиваясь с более глубокими слоями океана.

Концентрации изотопов цезия сильно различались от станции к станции. Это объясняется сложной системой течений в регионе: мощное течение Куросио и меньшее, богатое питательными веществами течение Оясио. Куросио действовало как барьер, препятствующий движению радионуклидов на юг. Самые высокие уровни радиации были обнаружены не вблизи реакторов, а гораздо южнее, вдоль побережья Ибараки. Данные с буев показали, что причиной стал вихрь (эдди), оторвавшийся от Куросио и прижавшийся к берегу, что, вероятно, привело к затягиванию загрязненной воды и поддержанию высоких концентраций радионуклидов.

Уровни радиации в этом вихре были в 1000 раз выше, чем до аварии, но оставались значительно ниже уровней, опасных для людей и морских организмов, и составляли примерно одну шестую от уровня радиации, которую морские организмы получают от естественных радионуклидов, таких как калий-40. Пробы планктона и мелкой рыбы это подтвердили: уровни изотопов цезия и быстрее распадающегося изотопа серебра в организмах варьировались от необнаруживаемых до повышенных, но оставались в пределах стандартов, установленных для употребления в пищу человеком.

Открытым остается вопрос, почему уровни радиации в водах вокруг Фукусимы не снизились после прекращения аварийного охлаждения реакторов. Это может указывать на насыщение грунта вокруг реакторов загрязненной водой, которая медленно просачивается в океан, или на ремобилизацию радионуклидов из донных отложений. Долгосрочные последствия для морской среды северо-западной части Тихого океана требуют дальнейшего внимательного наблюдения.