冷战核爆试验的遗产:美国蜂蜜中现在仍能检测出铯

2021-04-25 星期日
majer @ 2021.04.24 , 20:27
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冷战核爆试验的遗产:美国蜂蜜中现在仍能检测出铯-137

新的研究显示,仍然可以在产自美国的蜂蜜中找到20世纪50、60年代核试验产生的放射性沉降物的痕迹。

鉴定出放射性同位素,铯-137,低于安全基线,但在国际核试验结束半个世纪之后,它们还可以被检出。

"首席研究员吉姆·卡斯特(Jim Kaste)是弗吉尼亚州威廉斯堡的威廉和玛丽大学的环境地球化学家,他评论道:"有一个时期,我们在大气中试验了数百种核武器。相当于在一个非常狭窄的时间窗口内将这些同位素放入环境中。

这些同位素之一是铯-137,是核裂变的副产品,涉及铀和钚的反应,由于环境污染,经常可以在食物来源中发现微量的铯。

卡斯特在2017年给学生布置了一个春假作业。

为了向班级展示20世纪中期核试验的放射性污染物在今天的环境中仍然存在,卡斯特要求学生从他们度过假期的地方带回当地的食物。

正如预期的那样,各种水果、坚果和其他食物的样本里都发现了非常微弱的铯-137的痕迹,但是当他用一罐来自北卡罗来纳州农贸市场的蜂蜜进行同样的测试时,连卡斯特都没有准备好。

"我反复测了好几次,因为我认为容器可能被污染了,或者探测器坏了。它的辐射量比其它食物高100倍。"

为了找出蜂蜜里铯-137含量如此之高的原因,卡斯特和他的团队(包括他的一个学生保罗·沃兰特)开始检测来自美国东部市场和养蜂人制造的原始、纯净和未经过滤的蜂蜜样品。

在122个蜂蜜样本中,有68个显示出可检测到放射性同位素——那是美国、苏联和其他国家在冷战时期进行的大气层核试验的遗留物。

大多数爆炸发生在太平洋的马绍尔群岛和俄罗斯北部的北极群岛——新泽姆利亚上空,其他试验在新墨西哥和内华达州进行。

据研究人员称,超过500次的核爆累积效应向大气层释放的电离辐射比人类历史上任何其他事件都要多。

卡斯特说:"我们知道,来自太平洋和俄罗斯的铯-137是新墨西哥州和内华达州的400多倍。沙皇炸弹,比所有内华达和新墨西哥州的试验加起来的威力还要大50多倍。"

虽然没有办法确定现存的放射性尘埃来自哪些核试验,但我们至少可以解释同位素如何能够散布得如此之远和广泛。

卡斯特和研究人员在新论文里解释说:"许多空中爆炸的威力如此之大,以至于数十种放射性裂变产物被注入平流层,并散布在全球范围内,其停留时间[大约]为一年,然后主要由降雨沉积。来自核试验的放射性污染的存在在全球范围内无处不在,在每个大陆甚至在深海海沟都可以检测到"。

虽然污染可能在全球范围内无处不在,但与其他食物相比,蜂蜜里的铯-137含量很高,这表明落尘似乎以意想不到的方式集中在一起——但我们现在也可以解释这一谜团。

降雨可能是将铯-137带出大气层并沉积在地表的主要力量,但记录里带有最多的放射性同位素的蜂蜜样本并非来自美国降水最多的地区。

相反,放射性物质含量最高的蜂蜜来自美国土壤中钾含量较低的地方,而植物吸收钾作为营养源,为一系列代谢过程提供燃料。

钾和铯在原子层面有许多相似之处,当贫钾土壤中的植物无法获得足够水平的首选营养物质时,它们会吸收铯。

结果,这种同位素进入植物花蜜中,然后被传给蜜蜂,而蜜蜂在酿制蜂蜜时又放大了铯-137的浓度。然后进入你我家中。

如果说这一令人不安的发现有什么亮点的话,那就是今天在蜂蜜中检测到的铯-137水平足够低,低于每公斤50-100贝克勒尔的放射性阈值。

然而,几十年前的蜂蜜……

"我们今天看到的是1960年代和1970年代残余辐射的一小部分,而且我们不能确定铯-137是否与蜂群崩溃或人口下降有关。"

近年来,蜜蜂和其他昆虫授粉者的持续消失引发了科学界的广泛关注,虽然冷战时期的核试验通常不被认为是这个问题的主要驱动因素,但我们不能忽视它们。

研究人员写道:"鉴于授粉昆虫为世界生态系统提供了重要的支持性力量,并且在维持全球粮食安全方面至关重要,因此需要更多的研究来帮助我们更好地了解电离污染如何威胁到它们的健康和生存。

这些研究结果发表在《自然通讯》上。

https://www.sciencealert.com/american-honey-still-contains-radioactive-fallout-from-nuclear-tests-decades-ago


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