Deeltjes van radioactief plutonium van nucleaire testen zijn al meer dan 50 jaar hoog in de stratosfeer en vulkaanuitbarstingen zoals de Eyjafjallajökull in IJsland kunnen die deeltjes in de lagere atmosfeer brengen, melden onderzoekers 7 januari in Nature Communications . Ze waarschuwen echter dat de concentraties van deeltjes in de lagere atmosfeer klein zijn en geen bedreiging vormen voor de menselijke gezondheid.
gerelateerde inhoud
- Hoe natuurkunde het ontwerp van de atoombommen op Japan dreef
Tussen 1945 en 1998 testten landen over de hele wereld kernwapens onder de grond, onder water en hoog in de atmosfeer. De atmosferische tests, uitgevoerd in de jaren 1950, 1960 en 1970 - samen met het opbranden van een door plutonium aangedreven SNAP-9A-satelliet in 1964 - creëerden radioactief afval dat zich hechtte aan deeltjes in de lucht, aerosols genoemd. In de troposfeer - het laagste deel van de atmosfeer dat zich uitstrekt van de grond tot ongeveer 17 tot 20 kilometer omhoog - spoelden deze deeltjes binnen weken tot maanden weg. Maar een combinatie van factoren, zoals de barrière-achtige tropopauze, houdt de deeltjes in de stratosfeer (de volgende laag omhoog, zich uitstrekt tot ongeveer 50 kilometer) langer vast. Maar hoe lang?
Studies uitgevoerd in de jaren 1960 en 1970, waarbij aerosols werden bemonsterd met vliegtuigen en ballonnen, toonden aan dat de meeste radioactieve deeltjes ongeveer een tot vier jaar in de stratosfeer rondhingen. Grotere deeltjes, die in het bereik van één tot 10 micrometer, vestigden zich zelfs nog sneller, duren slechts weken tot maanden in de stratosfeer. (De deeltjes verdwenen niet alleen; ze kwamen naar beneden in de troposfeer tijdens onderbrekingen in de tropopauze die het mogelijk maken om te mengen tussen de troposfeer en de stratosfeer, gebeurtenissen die het vaakst plaatsvinden in de lente.) Omdat nucleaire tests zo lang geleden werden uitgevoerd, waren al deze radioactieve stoffen stratosferische deeltjes zouden nu grotendeels verdwenen moeten zijn, concludeerden wetenschappers.
De uitbarsting van Eyjafjallajökull in 2010 bracht wetenschappers ertoe te denken dat die conclusies misschien onjuist waren. Toen de vulkaan uitbarstte, begonnen onderzoekers in Zwitserland aërosolmonsters uit de troposfeer te nemen en vonden ze verhoogde concentraties radioactieve deeltjes. De niveaus van plutonium en cesium (een ander bijproduct van kernproeven) waren tot drie orden van grootte hoger dan niveaus die in aërosolen op grondniveau werden gevonden. Deze metingen waren in tegenspraak met de eerdere aerosolstudies, die lage niveaus in de troposfeer hadden gevonden; er was iets aan de hand.
José Corcho Alvarado van het Lausanne Universitair Ziekenhuis en collega's verzamelden aerosolgegevens die in de jaren 70 tot 2004 door militaire vliegtuigen boven Zwitserland waren verzameld, beginnend in de jaren 1970 tot 2004, samen met soortgelijke gegevens die werden verzameld toen de aspluim van Eyjafjallajökull in 2010 over het land reisde. gebruikte deze gegevens om een model te maken voor de verspreiding van radioactieve deeltjes in de atmosfeer over Zwitserland van 1970 tot heden.
Het grootste deel van het plutonium in de stratosfeer, berekend op basis van concentraties en vervalsnelheden, moet daar tussen 1964 en 1982 zijn afgezet. Dat is consistent met de veronderstelling dat nucleaire testen en het uiteenvallen van de satelliet de grootste bronnen van radioactieve deeltjes in de atmosfeer zijn . Het plutonium blijft gemiddeld 2, 5 tot 5 jaar in de stratosfeer, onthulde hun model, maar een kleine hoeveelheid blijft in de stratosfeer circuleren.
"Onze resultaten tonen aan dat significante fracties van radioactieve aerosolen ... in de stratosfeer blijven voor tijdschalen in de orde van enkele decennia, " schrijven de onderzoekers.
Wat betreft hoe het radioactieve plutonium waarschijnlijk in de aspluim van de vulkaan terecht is gekomen, is dit wat de onderzoekers voorstellen: de uitbarsting zorgde ervoor dat duizenden tonnen gesmolten gesteente in contact kwamen met ijs. Die interactie zorgde voor een enorme explosie die stoom en deeltjes in de lucht gooide, waardoor fijnkorrelige as en gassen zoals zwaveldioxide in de lagere stratosfeer werden geduwd. De as- en zwaveldeeltjes namen plutonium en cesium op uit de stratosfeer en brachten de radioactieve elementen naar de troposfeer.
"De sterke vulkanische uitbarsting van de Eyjafjallajökull-vulkaan heeft antropogene radionucliden [radioactieve deeltjes van menselijke activiteiten] in de lagere atmosfeer herverdeeld", schrijven de onderzoekers.
Het is niet genoeg radioactiviteit waar mensen zich zorgen over moeten maken - iemand die geboren is nadat de tests gedaan zijn, krijgt geen kanker door plutoniumdeeltjes in de stratosfeer. Maar het kan voldoende zijn om wetenschappers te helpen die de beweging van deeltjes door de atmosfeer bestuderen, omdat de radioactieve deeltjes fungeren als markeringen voor hoe lucht circuleert.
