本稿では、チェルノブイリ原発事故を事例研究として、放射性降下物が生態系に及ぼす影響について考察する。
当局は、1986年のチェルノブイリ原発事故後の放射性降下物の可能性のある範囲をイメージするために、水文気象データを使用した。 [ 1 ]この方法により、周辺地域の放射性核種の分布を特定し、原子炉自体からの放出物を発見することができた。 [ 1 ]これらの放出物には、燃料粒子、放射性ガス、エアロゾル粒子が含まれていた。[ 1 ]燃料粒子は、原子炉内の高温燃料と冷却水との激しい相互作用によって生じたものであり、[ 2 ]これらの粒子にはセリウム、ジルコニウム、ランタン、ストロンチウムが付着していた。[ 3 ]これらの元素はすべて揮発性が低く、大気中に凝縮して蒸気として存在するよりも、液体または固体の状態にとどまることを好む。[ 4 ]
これらの元素はすべて放射性崩壊によってのみ劣化し、これは半減期としても知られています。[ 3 ]前述の核種の半減期は、わずか数時間から数十年に及ぶことがあります。[ 3 ]前述の元素の中で最も半減期が短いのは、ジルコニウムの同位体である Zr 95で、崩壊に 1.4 時間かかります。[ 3 ]最も長いのは Pu 235で、崩壊に約 24,000 年かかります。[ 3 ]これらの粒子と元素の最初の放出はかなり多かったものの、チェルノブイリでの最初の事故後少なくとも 1 か月は、低レベルの放出が複数回ありました。[ 3 ]
チェルノブイリの爆発により、周辺の野生生物や動物相は甚大な影響を受けた。周辺地域に多く見られる針葉樹は、放射線被ばくに対する生物学的感受性が高いため、大きな影響を受けた。最初の爆発から数日のうちに、半径4km以内の多くのマツの木が枯死し、影響は軽減されたものの、120km離れた場所でも有害な影響が観察された。[ 9 ]多くの木は成長が阻害され、繁殖が阻害され、形態変化が多数観察された。高温粒子もこれらの森林に降り注ぎ、木に穴や空洞が焼けた。周囲の土壌は放射性核種で覆われ、新たな成長が著しく阻害された。ポプラ、カバノキ、ハンノキ、オークなどの落葉樹は、針葉樹よりも放射線被ばくに対する耐性が高いが、完全に無傷というわけではない。これらの木に見られた被害は、マツの木に見られた被害ほど深刻ではなかった。多くの落葉樹の新芽は壊死、つまり生きた組織の死に苦しみ、既存の木の葉は黄色くなって落ちた。落葉樹の回復力のおかげで、それらは回復し、かつては主にマツなどの針葉樹が多数生えていた場所に、落葉樹が群生するようになった。[ 9 ]草本植物も放射性降下物の影響を受けた。[ 9 ]細胞の色の変化、クロロフィル突然変異、開花の欠如、成長の抑制、植物の枯死が多数観察された。[ 9 ]
哺乳類は放射線に非常に敏感な動物であり、チェルノブイリ周辺地域のネズミの観察では個体数の減少が示されました。[ 9 ]胚の死亡率も増加しましたが、げっ歯類の移動パターンにより、被害を受けた個体数は再び増加しました。[ 9 ]影響を受けた小型げっ歯類では、血液と肝臓の問題が増加していることが観察され、これは放射線被ばくと直接相関しています。[ 9 ]肝硬変、脾臓の肥大、組織脂質の過酸化物酸化の増加、酵素レベルの低下などの問題はすべて、放射性爆発に被ばくしたげっ歯類に見られました。 [ 9 ]大型野生動物の状況もそれほど良くありませんでした。ほとんどの家畜は安全な距離に移動されましたが、チェルノブイリの放射能から6km離れた孤立した島にいた馬と牛は免れませんでした。[ 9 ]甲状腺機能亢進症、発育不全、そしてもちろん死が、島に残された動物たちを苦しめた。[ 9 ]
チェルノブイリでは、立ち入り禁止区域と呼ばれることもあるが、人口減少により生態系が回復した。[ 9 ]農業活動が減少したため、除草剤、殺虫剤、肥料の使用が減少した。[ 9 ]植物や野生生物の生物多様性が増加し、[ 9 ]動物の個体数も増加した。[ 9 ]しかし、放射線は依然として地域の野生生物に影響を与えている。[ 9 ]
降雨、風の流れ、チェルノブイリでの最初の爆発などの要因により、放射性降下物はヨーロッパ、アジア、そして北アメリカの一部にまで広がりました。[ 10 ]前述のさまざまな放射性元素が広がっただけでなく、ホット粒子と呼ばれるものの問題もありました。[ 10 ]チェルノブイリ原子炉は、エアロゾル粒子、燃料粒子、放射性ガスを放出しただけでなく、放射性核種と融合したウラン燃料も放出しました。[ 10 ]これらのホット粒子は数千キロメートルまで広がり、液体ホット粒子と呼ばれる雨滴の形で濃縮物質を生成する可能性があります。[ 10 ]これらの粒子は、低レベルの放射線地域であっても潜在的に危険です。[ 10 ]個々のホット粒子の放射能レベルは最大で10 kBqに達する可能性があり、これはかなり高い放射線量です。[ 10 ]これらの高温の液体粒子液滴は、主に2つの方法で吸収される可能性があります。食物や水を介した摂取と吸入です。[ 10 ]
突然変異した生物自体も、その周辺地域を超えて影響を及ぼす。[ 11 ] Møller & Mousseau 2011 は、有害な突然変異を持つ個体はすぐに淘汰されるのではなく、何世代にもわたって生き残ることを発見した。[ 11 ]そのため、それらの個体は、突然変異を引き起こした汚染場所から遠く離れた場所に子孫を残し、それらの集団を汚染し、適応度の低下を引き起こすことが予想される。[ 11 ]