Terveydelle vaarallisia radioaktiivisia pienhiukkasia löytyi ydinvoimalan läheisestä hylätystä koulurakennuksesta Fukushimassa

Professori Gareth Law Helsingin yliopistosta osallistui tutkimukseen, jota johtivat apulaisprofessori Satoshi Utsunomiya sekä jatko-opiskelijat Kazuki Fueda ja Tatsuki Komiya Kyushun yliopiston kemian osastolta. Tutkimuksen tulokset on äskettäin julkaistu Chemosphere-tiedelehdessä.
Kansainvälinen tutkimusryhmä on osoittanut, että ydinvoimalan vaurioituneista reaktoreista vapautui huomattava määrä cesiumpitoisia mikrohiukkasia. Hiukkaset ovat säteeltään vain muutaman mikrometrin kokoisia ja koostuvat pääasiassa piilasista, raudasta ja sinkistä. Hiukkasten radioaktiivisen cesiumin pitoisuus on paljon suurempi kuin minkään muun cesiumpitoisen laskeuman, joka sai alkunsa Fukushiman ydinvoimalan vaurioituneista reaktoriyksiköistä 1–3.
Ryhmä on aiemmin osoittanut, että hiukkaset syntyivät todennäköisesti väliaikaisesti reaktoriytimen sulaessa, jolloin sulaa polttoainetta pääsi kunkin reaktorin ensiösuojarakennuksen ulkopuolelle vaikuttamaan pohjalla olevaan betoniin. Tähän mennessä cesiumpitoisiin mikrohiukkasiin kohdistuneet tutkimukset ovat keskittyneet pääasiassa ulkoilmassa esiintyviin hiukkasiin. Mikrohiukkaset läpäisivät betonia ja levisivät sitä kautta vaurioituneista reaktoreista laajalle ympäristöön Fukushiman ydinonnettomuuden suoja-alueella. Useiden tutkimusryhmien viimeaikaiset tutkimukset ovat myös osoittaneet, että cesiumpitoisten mikrohiukkasten saastuttamat ilmamassat ylittivät Tokion alueen maaliskuussa 2011. Tämä tieto yhdistettynä havaintoihin, joiden mukaan tällaiset hiukkaset ovat huonosti liukenevia, on herättänyt kysymyksiä sisäisen säteilyaltistuksen mahdollisista terveysriskeistä, kun hiukkasille altistutaan hengitysilman mukana.
–Hiukkaset saattavat pienen kokonsa (yleensä alle 5 mikrometriä) ansiosta tunkeutua keuhkojen syvimpiin osiin pysyvästi, sanoo Utsunomiya.
Tuoreimmassa tutkimuksessaan ryhmä osoittaa, että cesiumpitoisia mikrohiukkasia voi kertyä rakennuksiin huomattavassa määrin, mikä saattaa aiheuttaa riskejä sisätiloissa ja korostaa tarvetta puhdistaa suojavyöhykkeellä olevat rakennukset perusteellisesti, jos niitä aiotaan palauttaa julkiseen käyttöön. Utsunomiya kertoi, että ryhmälle myönnettiin pääsy koulurakennukseen, joka sijaitsee 2,8 kilometrin päässä vuonna 2011 hylätystä ydinvoimalasta.
–Onneksi saimme luvan tutkia peruskoulun sisätiloja. Kouluun astuessamme järkytyimme kaikki näkemästämme. Näytteitä oli kerätty viisi vuotta aiemmin vuonna 2016, mutta mihinkään ei ollut kajottu sitten vuoden 2011 maanjäristyksen. Aivan kuin aika olisi pysähtynyt, sanoo Utsunomiya.
Ryhmä keräsi pölynäytteitä lattioista läheltä koulun sisäänkäyntiä, toisesta kerroksesta ja koulun pihalta. Opiskelijat Kazuki Fueda ja Tatsuki Komiya laskivat cesiumpitoisten mikrohiukkasten määrän koulusta kerätyistä näytteistä tutkimusryhmän aiemmin kehittämällä autoradiografiamenetelmällä ja määrittivät, kuinka suuri osa kunkin näytteen cesiumsäteilystä oli peräisin mikrohiukkasista. Koulun lattioille kertyneen pölyn cesiumaktiivisuus vaihteli välillä 340–4 040 Bq/m2 (134+137Cs-aktiivisuus hajoamiskorjattuna päivämäärään 15.3.2011, mikä vastaa 125–1 490 Bq/m2 vuonna 2023). Säteilystä 4,5–38,9 % oli peräisin cesiumpitoisista mikrohiukkasista. Suurin määrä mikrohiukkasia löytyi koulun sisäänkäynnin läheltä (jopa 2 481 hiukkasta neliömetriä kohden), ja merkittäviä (mutta pienempiä) määriä havaittiin myös toisessa kerroksessa (jopa 1 273 hiukkasta/m2). Tämä osoittaa pienten laskeumahiukkasten tunkeutuneen syvälle rakennukseen. Mielenkiintoista kyllä, cesiumpitoisten mikrohiukkasten määrä ja niistä lähtöisin olleen cesiumaktiivisuuden osuus koulurakennuksen läheltä ulkoilmasta kerätyissä näytteissä olivat huomattavasti pienempiä (23–63 hiukkasta yhtä pöly- tai maagrammaa kohden, ja 1,14–1,61 % cesiumaktiivisuuden kokonaismäärästä).
Tutkimusryhmän mukaan sisätiloissa havaittiin kuivalaskeuman aiheuttamaa cesiumlaskeumaa. Koska koulua ei ole käytetty onnettomuuden jälkeen, siellä oli edelleen huomattavia määriä cesiumpitoisia mikrohiukkasia. Ulkoa kerätyistä näytteistä havaittiin cesiumlaskeuman johtuvan sekä kuiva- että märkälaskeumasta. Ulkoilmassa sade ja tuuli ovat luultavasti pesseet tai puhaltaneet pois osan cesiumpitoisista mikrohiukkasista, minkä vuoksi valtaosa ulos jääneistä cesiumhiukkasista on peräisin märkälaskeumasta. Nämä cesium-tyypit jakautuivat helposti liukeneviin (liukoisiin) muotoihin, jotka ovat tätä nykyä sitoutuneet etupäässä pöly- ja maahiukkasiin (esim. saveen). Ryhmä teki sisätiloista kerätyillä näytteillä eräänlaisen märkätestin arvioidakseen cesiumhydroksidin, cesiumjodidin ja muiden yleisten cesiumin liukoisten muotojen esiintyvyyttä näytteissä. Vedellä kastelluista sisäpölynäytteistä ei löytynyt vesiliukoisia cesiumin muotoja.
Utsunomiyan mukaan koulussa esiintyvien cesiumpitoisten mikrohiukkasten ominaisuudet muistuttavat monissa aiemmissa tutkimuksissa raportoituja ominaisuuksia. Ne ovat jopa samankaltaisia kuin Tokiossa havaitut hiukkaset.
–Nämä hiukkaset levisivät laajalle alueelle, myös Fukushiman prefektuuriin ja Kanton eli Tokion alueelle. Cesiumpitoiset mikrohiukkaset saattavat olla uhka. Kuten tutkimuksemme osoittaa, niitä voi kertyä paikallisesti pesäkkeiksi jopa sisätiloissa, sanoo Utsunomiya.
Helsingin yliopistosta tutkimukseen osallistuneen professori Gareth Law’n mukaan Cesiumpitoisten mikrohiukkasten mahdollinen esiintyminen sisätiloissa edellyttää seikkaperäisiä hiukkastutkimuksia niillä asuinalueilla, joihin Fukushiman ydinvoimalaonnettomuuden laskeuma vaikuttaa.
–Tarvitaan lisätutkimusta hiukkasten käyttäytymisestä sisään hengitettyinä ja niiden terveysvaikutuksista, sanoo Gareth Law.
Helsingin ja Kyushun yliopistot ovat saaneet rahoitusta Japanin tieteellisen tutkimuksen edistämisseuralta ja Suomen Akatemialta yhteistyön kehittämiseksi viimeksi mainitun aiheen puitteissa. Law’n ja Utsunomiyan mukaan tarvitaan ehdottomasti mikrohiukkasten ominaisuuksien yksityiskohtaista tuntemusta, uusia menetelmiä niiden määrien arvioimiseen sekä tietämystä niiden käyttäytymisestä ja vaikutuksesta ympäristöön ja biologisiin järjestelmiin, jos halutaan ymmärtää ydinonnettomuuksien todellisia vaikutuksia, sillä mikrohiukkaset näyttävät olevan yleismaailmallinen radioaktiivinen saaste vakavissa ydinonnettomuuksissa.
Viimeaikaiset tapahtumat Ukrainassa sijaitsevien ydinlaitosten läheisyydessä lisäävät tällaisen tutkimuksen tarvetta entisestään.
Nantesin yliopistoa tutkimuksessa edustanut professori Bernd Grambow sanoo, että kaikkien puhdistusstrategioiden on lähdettävä siitä, että voimalaitoksen lähellä saastumisaste voi vaihdella paljon. Sekä ionimuotoista että hiukkasiin sitoutunutta cesiumia täytyy analysoida ja poistaa, joista jälkimmäinen on erityisen vaarallista puhdistamiseen osallistuville työntekijöille.
–Tämä tutkimus on uusin kattavassa tutkimusten sarjassa, joka käsittelee cesiumpitoisten mikrohiukkasten koostumusta, ominaisuuksia, muodostumista ja lukumäärää. Tutkimukset ovat uraauurtavia siksi, että niissä on yhdistetty monia pitkälle kehitettyjä menetelmiä, muun muassa tutkimusryhmän käyttämää autoradiografiaa, korkean resoluution elektronimikroskopiaa ja isotooppianalyyseja. Näiden tutkimusten atomitason tarkkuus tarjoaa mallin tuleville ympäristön saastumista koskeville tutkimuksille, sanoo professori Rodney C. Ewing Stanfordin yliopistosta.
–Uskon, että meidän velvollisuutemme on tehdä perusteellista tieteellistä tutkimusta Fukushiman järkyttävistä tapahtumista, jotta löydämme ja voimme julkaista uutta yhteiskunnalle ja tuleville sukupolville tärkeää tietoa. Ehkä jonakin päivänä aika alkaa jälleen kulkea koulussa ja muissa hylätyissä rakennuksissa, mutta se edellyttää huomattavia puhdistustoimia. Jos niihin ryhdytään, aivan ensimmäiseksi on tunnettava rakennuksissa vallitsevan saastumisen muodot ja laajuus, jotta työntekijöitä ja rakennusten mahdollisia käyttäjiä voidaan suojella, toteaa Utsunomiya tutkimusryhmän näytteenottomatkasta ja aiemmasta cesiumpitoisiin mikrohiukkasiin kohdistuneesta tutkimuksesta.
Tutkimusartikkeli:Occurrence of radioactive cesium-rich micro-particles (CsMPs) in a school building located 2.8 km south-west of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. Chemosphere. Volume 328, July 2023, 138566 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.138566
Kirjoittajat: Kazuki Fueda; Tatsuki Komiya; Kenta Minomo; Kenji Horie; Mami Takehara; Shinya Yamasaki; Hiroyuki Shiotsu; Toshihiko Ohnuki; Bernd Grambow; Gareth T. W. Law; Rodney C. Ewing; Satoshi Utsunomiya
Yhteystiedot:
Professori Gareth Law, gareth.law@helsinki.fi, 0294150179
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Helsingin yliopiston mediapalvelu
Puh:02941 22622mediapalvelu@helsinki.fiRiitta-Leena InkiViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 448 5770riitta-leena.inki@helsinki.fiKuvat



Linkit
Tietoja julkaisijasta

PL 3
00014 Helsingin yliopisto
02941 22622 (mediapalvelu) 02941 911 (vaihde) (vaihde)https://www.helsinki.fi/fi/yliopisto
Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen yhteisö, joka tuottaa tieteen voimalla kestävää tulevaisuutta koko maailman parhaaksi. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa Helsingin yliopisto sijoittuu maailman parhaan yhden prosentin joukkoon. Monitieteinen yliopisto toimii neljällä kampuksella Helsingissä sekä Lahden, Mikkelin ja Seinäjoen yliopistokeskuksissa. Lisäksi sillä on kuusi tutkimusasemaa eri puolilla Suomea ja yksi Keniassa. Yliopisto on perustettu vuonna 1640.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto
Missä ovat pääkaupunkiseudun monimuotoisimmat ja saavutettavimmat viheralueet?9.5.2025 06:50:00 EEST | Tiedote
Tuoreen tutkimuksen tulokset osoittavat, että viheralueet, jotka ovat tärkeitä luonnon monimuotoisuuden kannalta, eivät aina ole samoja kuin ne, jotka ovat tärkeitä saavutettavuuden kannalta. Uudet menetelmät auttavat tunnistamaan viheralueiden merkittävyyden eri näkökulmista.
Preeria laajeni ja kutistui – uusi tutkimus paljastaa muinaisen ilmastonmuutoksen syyt8.5.2025 07:57:06 EEST | Tiedote
Pohjois-Amerikan pitkä kuivuuskausi heti jääkauden jälkeen on ollut tiedossa jo pitkään. Uusi tutkimus osoittaa, että ankaran ilmaston aiheutti maapallon kiertoradan muutos.
Helsingin yliopisto palkitsi neljä ansiokasta väitöskirjaa6.5.2025 20:00:00 EEST | Tiedote
Mattia Cordiolin, Paavo Huotarin, Ita Puuseppin ja Ina Satokankaan väitöskirjat käsittelivät biopankkeja, Vanhaa Testamenttia, koululaisten matematiikan taitojen kehitystä ja luonnon monimuotoisuutta.
KUTSU 7.-9.5.2025: Kansainväliseen vammaistutkimuksen konferenssiin 700 osallistujaa6.5.2025 10:37:32 EEST | Kutsu
Nordic Network on Disability Research (NNDR), Helsingin yliopisto, Suomen vammaistutkimuksen seura sekä Kehitysvammaliitto järjestävät kansainvälisen vammaistutkimuksen konferenssin 7.–9. toukokuuta Helsingin yliopistossa (Fabianinkatu 33 ja yliopistonkatu 3).
Ovatko maataloudessa käytettävät kasvinsuojeluaineet uhka myös ympäröivälle luonnolle?5.5.2025 12:29:02 EEST | Tiedote
Helsingin yliopiston tutkimus osoitti, että kasvinsuojeluaineilla voi olla negatiivisia vaikutuksia maatalousympäristöissä eläviin lajeihin, jotka eivät ole aineiden varsinaisia kohteita. Vaikutukset kuitenkin vaihtelivat suuresti riippuen testatusta kasvinsuojeluaineesta.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme