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プルトニウムはコロイドでピッチ八イクする？

.■出所を特定する
およそ1980年代の中ごろから，プルトニウムの濃度は，その埋蔵地から，思っていたよりも遠くへ広がっている

ことがわかっていた3)5)。しかし，プバーパラ。ゴス。レヴィ

ルトニウムの出所が，はっきりと特定

好村滋行訳

されることは決してなかった。しかも，

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見つかったプルトニウムは，地表からBarbaraGossLevi (EditorofPhysicsToday)浸み込んでいったという可能性力輔に

PhysicsTodayVo1 .52No.4@1999AmericanlnstituteofPhysics

あった(大気中での兵器実験の残存物

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Ｗ州椛捌川北Ｉ１ｆⅢ１副引１１川洲Ⅲ寧偽１．朕Ｉ︐州馴吋囲剛剛剛剛︲Ⅶ︲︲側Ⅷ仙側州附洲Ⅲ州柵附−綱翻噛として， まだ空気中に存在するプルトニウムが，地表に降りて来る可能性がネバダ実験場のサンプリング用の井戸立研究所とロス・アラモス(LosAlam.

ある)。さらに，野外実験によると，

０ＥＪｌ１１Ｉ１で測定されたプルトニウムは，同位体os)国立研究所の研究者らによる最近

コロイドは地下水中で，数十メートル比の測定によって，そこから1.3km離の調査によりl) ,プルトニウムが30年程度しか移動しないとされていた。

れた場所での，ある地下核実験と関連の間にもともとあった地点から1.3kmリバモアのケルスティング(Annieしていることがわかった。

も移動しているというケースが，少なKersting)をリーダーとする， リバモアp

くとも1つはあることがわかった。こーロス・アラモス研究グループの最近

核廃棄物が地下の容器から漏れ出し

れは，いまのところ上の説を支持するの研究では')， ネバダ実験場のパフたら，どれほど遠くまで移動するだろ証拠の中ではもっとも確かなものであ

テ・メサ地域にある核兵器実験地点る。これは，その地域の地下水の流れからのプルトニウムの移動を調べた。の速度と一致している。

プルトニウムが，ある特定の核実験地うか？

すでに原子力発電と核兵器工場から出た10万立方メートルもの廃棄物が，恒久的な埋蔵地を待ってリバモアーロス・アラモスの研究点からサンプリング用の井戸まで移動いるため，これは非常に重要な問題では，まだ証明するには至っていないしたことが，実験によって確定的になある。少なくとも，比較的毒性の強いが， これまでプルトニウムがコロイドった。彼らは，それぞれの核実験で使汚染物質であるプルトニウムは，そのに吸着して，旅をしてきたことを示しったプルトニウムの目印一すなわまま動かずにいるだろうと長い間考えている(研究地域で見つかった典型的

ち, 239Puに対する240PUの比一を測られてきた。水に対する溶解度が低なコロイドー粘土とゼオライトー定することによって， こう関連付け

く，鉱物表面への付着性があるため，はく図1＞に示してある)。エネルギーた。この比の値は，研究地域内の4かプルトニウムは岩に吸着しているとも省(DOE:DepartmentofEnergy)は，所の地下核爆発地点ごとに大きく異０＃ａＴ

ユッカ山(YuccaMountain)に計画さなっている。ケルステイングと彼女のれた核廃棄物埋蔵施設において，起共同研究者たちが，4か所の核実験地て異議が唱えられていた。すなわち，こるかもしれない汚染に関する最新の点から1km以上離れた場所に位置すプルトニウムはサブミクロンサイズの研究に，コロイドによる移動をはじめる， 2個の井戸から汲み上げた地下水コロイドに吸着し，かなりの距離を地て含める決定をした。リバモアーロ

中のプルトニウムの同位体比を測定し下水によって移動するというのだ。しス・アラモスの研究は，その決定に対たところ， 4つのうちの1つと一致す

かし，野外研究では，この説が強く支して大きな影響を与えた2)。

Ｉいわれた。このような見解は，過去15年間にわたって，次のような説によっＩ
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ることがわかった。それは， 1968年の．９９■■Ｕｌ持されることはなかった。ローレンベンハム(Benham)実験である(4つのス・リバモア(LawrenceLivermore)国実験地の中で， もっとも地中深い実験

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パリティVo1.14No.11 1999‑11~

『一である)。これで研究者たちは，プルトニウムが遠く離れたベンハム実験から漏れ出したこと，そして,それ以外からではないことを示した｡

離れた場所の井戸で見つかったプルトニウムの量は少なく， ，ﾉ中10̲14mOlのオーダーである。これは，ベンハム実験で使われたプルトニウムのうち鱗の，ごくわずかに過ぎない。

プルトニウムはどのようにして，それほど遠くまで旅をしたのであろうか？

リバモアーロス●アラモス共同

研究グループは おそらくコロイドに付着して移動したと結論付けた。この可能性を確かめるために，井戸から汲み上げた地下水をろ過してみた。その際， 3種類のサイズのフィルターを用いて，約7nmから'"mの大きさの範囲の微粒子(コロイド)を分離した。ろ過によって， 99％以上のプルトニウムとその他の放射性核種が，水相から取り除かれた｡これは，測定されたプルないが, 1km以上も移動することはな<図1＞1968年の地下核爆発実験の地点

トニウムが， もっぱらコロイド物質にいと考えている。しかし，観測された付着していたことを示している。

距離の少なくとも1部分を，プルトニから1.3km離れた，ネバダ実験場のサンプリング用の井戸から採取した地下水中で，ゴレトニウムが付着して見いだされたウムがこのメカニズムで移動した可能

残された疑問
この新しい測定は，プルトニウムが相リバモアーロス・アラモスチーム

当の距離を移動するのに， コロイドがは，サンプリング用の井戸から汲み上大きな役割を果たしていることの強力げた地下水中のコロイドの種類を調べな証拠ではあるが，それはまだ完全にており，プルトニウムを選択的に吸着証明されたわけではない。別の説明としたコロイドを特定しようとしていしては，たとえば，核実験中に起こるる。実験では，プルトニウムが自分自プルトニウムの"速発注入"のシナリオ身でコロイドを形成したかどうかも調が考えられる。爆発によっておそらくべるつもりだ。ある状況下で，プルト周囲の岩に割れ目ができ，プルトニウ

ニウムは自分自身でコロイドを形成す

ムはガス状になって，割れ目の間を移るのだ。現存するコロイドのいくつか動したかもしれない。ケルステイング

は，水があれば，核爆発でできた廃棄と彼女の仲間は，このシナリオによっガラスを粉々にすることができる。て，プルトニウムが数十メートルから，ケルスティングは，われわれに次の二，三百メートルは移動するかもしれように語った。「井戸から地下水を汲

パリティVol 14No.11

X線回折の解析や，この走査型電子顕微鏡の画像に基づいて，ローレンス・リバモアとロス・アラ
モス国立研究所の実験家たちは，棒状と菱面体(晶系)構造(上図)はモルデナイトとクリノプチロライト(両方ともゼオライトの1種)で,板状の物質(下図)は粘土だろうと考えている。

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み上げることが，水中のコロイドの割動から出る核廃棄物の，永久の埋蔵他の場所での現象を解析する際の前合が増えるような影響を与えたかもし施設をつくることをDOEは検討して提条件とするのには注意が必要であれない｡｣今夏，彼女のグループは，水いる(放射性廃棄物に関する特集は，る」と警告している。しかし，放射性を汲み上げずに，岩の割れ目を通る水PhysicsToday, 1997年6月号を参

核種の移動のさまざまな側面についてを調べる予定である。それによって，照)｡いままでのところ，ユッカ山に調べている研究者たちは， 「お互いか異なる地下水における自然のコロイドおけるコロイド輸送の可能性を評価すら学ぶことができる｣と彼は付け加えて濃度を知ることができる。

るためのデータはとても少ないが，計いる。

そのほかにも，答えなければならな画者らはすべての可能性を考慮していい疑問がたくさんある。さまざまなコる。ちょうど1998年の12月に, DOE

ロイドへのプルトニウムの吸着は，どは国会の委任を受けて， 「ユッカ山に参考文献

れほど可逆的であるか？

地下水中おける埋蔵施設の実現可能性の評価」

1)A.B.KerSting, D.WEfurd,D.L.Finnegan,でコロイドは，どれほど遠くまで移動という報告書を発表した。これは，将をすることができるか？

ネバダ実験

来的な放射能汚染の可能性の評価の場のサンプリング用の井戸で観測され中で， コロイドによるプルトニウムのた低濃度のプルトニウムは，爆発地点移動の可能性を含めた最初の分析でで廃棄ガラスに取り込まれた低濃度のある。ユッカ山プロジェクトのファ

プルトニウム，あるいは，地下水中でン・ルイク(AbevanLuik)は， 「全シ１１

自然にできるコロイド上に吸着した低ステム性能解析｣のリーダーで，その濃度のプルトニウムが長距離の旅をし内容は報告書の3章に書かれているたことを反映しているのか？

ネバダが，コロイド輸送を含めることによっ実験場での核爆発によって岩に割れ目て違いが出たと述べている。「全シスができ，地下水の流れが容易になった

テム性能解析｣のモデルでは，埋蔵施のだろうか？

あるいは，その地点に設から20km離れた地点での放射線量すでに存在する割れ目の効果を，単ににプルトニウムは主要な影響を与え大きくするだけだったのだろうか？

る。ただし，それは埋蔵後数十万年以D.J.Rokop,D.K・Smithandj.L.Thompson:
Nature397,56(1999) .

2)USDepartmentofEnergy,DOE/RWO508/V3.
ViabilityAsseSsmentofaRepositoryatYuc‑
caMountain.Thefull '･eport isavailableolltheWeb:http://www.ymp.90v/va.htm.
3)WR.Penrose,W.L.PoIzer,E.HEssington,
D・MNelsonandK.A.Orlandini:Environ.

Sci.Technol24,228(1990)
4)R.C.Marty,D.BennettandPThullen:Envi‑r0n.Sci.Techno1.31,2020(1997).

5)SeeB.DHoneyman:Nature397,23(1999)
andreferencestherein.

上経ってからだというのだ。

■他の場所への応用？

イ

ユッカ山の研究者と同じように，核もちろん， もっとも重要な疑問の1つ廃棄物が蓄積されている他の場所のは，ネバダ実験場での発見が，他の種DOEの研究者もコロイド輸送につい類の廃棄物や，地質や水理学的性質て調べている。関心があるのは，プルがかなり異なる他の貯蔵地にも当てはトニウムの移動だけではない。たとえまるかということである。特に関心のば，非常に少量のセシウムとその他のある貯蔵地は，ワシントンのリッチラ

放射性核種が，閉じ込めが失敗したンド(Richland)近くのハンフォード貯蔵場所から思いがけないほど遠くへ(Hanford)核保有所で，プルトニウム移動した。予備的な研究によると，汚を含んだ廃棄物が，長年にわたり峡谷染物質を処理する溶液のつくり方でに埋蔵されたり，漏れやすい百万リッ移動が促進された。しかし，コロイドトルものタンクに貯蔵されている。まからの寄与も排除されていない。ファた，ネバダのユッカ山に，原子力発電

ン・ルイクは， 「1か所の廃水や放射所からの使用済み燃料棒や，防衛活性核種からのデータや解析を使って，

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