質問: オゾン層破壊 と 放射線の関係 オーストラリア、ニュージーランドは、オゾン層のホールの下にあるため、皮膚癌などの率が多いと聞きます。 1-a.今回原発の事故がありましたが、オーストラリアでも微量の福島原発の痕跡が発見されたとありますが、オゾン層のホールの下に位置する部分に関しては、通常よりも強い放射線物質が落下する可能性がありますか? ((確か何かで読んだことがあるのですが、オゾン層ホールも若干移動することがあるとのことですが)) 1-b.もしも、落下物が多い可能性がある場合には、成層圏に上った放射能がちょうど穴のあいた部分から落ちてくるということでしょうか? どのような形をしているのか、重力、重量の関係もあると思いますが、たとえばお風呂の水を抜くときのように、逃げ道のように、大量にまたは最終的に、その穴に集中して向かって落ちてくるということはありますか? (ただ、今までの各国の核爆弾実験によって、成層圏に上ったものに関しても、もしも穴に向かって落ちてくるようなものであればすでに結果が出ているのかしらとは思いましたが) 2.宇宙からの放射線に関しても、オゾン層の穴がある場合、オゾン層の穴がない部分に比べて、放射線が穴から入ってきている可能性はありますか? あまりよくわかっていないために、もしかしたら、いろいろな条件をごちゃまぜにしてしまい、変な質問の仕方になってしまっているかもしれません。すみません。。
回答: 1.福島第一原子力発電所は地上、即ち、対流圏の最下部にあります。 対流圏は、その名の通り、大気の対流が活発に起きている層です。 空気は、加熱されて温度が上がると膨張して軽くなり、逆に冷えて温度が低下すれば体積が減って重くなる性質がありますが、断熱的に圧縮されると温度が上がり、逆に断熱的に膨張すると温度が下がる性質もあります。 大気の一部に周囲よりも温度が高い部分があると、その部分の空気は周囲の空気よりも軽いため、空気の浮力によって上昇しますが、上空へ行くほど気圧が低下するため、上昇した空気は膨張して温度が低下します。 逆に、周囲よりも温度が低い部分は、下降して温度が上がります。 この事は、対流を妨げるように働く現象ですが、対流圏の気温は高度が高くなるほど低温になっているため、上昇した空気が膨張によって温度が低下しても、元々上空にあった空気は、それ以上に低温であるため、上昇して来た空気は、更に上昇をする事が出来るため、対流圏では対流が活発に起きて、上空と地上付近の空気は、良く混ざり合います。 【参考url】 対流圏 – wikipedia http://ja.wikipedia.org/wiki/%e5%af%be%e6%b5%81%e5%9c%8f しかし、成層圏の下層では、高度が違っても、気温は殆ど一定となっています。(上層では高度が高くなるほど気温も高くなっています) これは、太陽が放射した光の中には、真空紫外線等の、空気に吸収され易い光が含まれていて、その光のエネルギーを吸収する事により、大気が加熱されるためです。 空気に吸収され易い光は、大気層を通過する距離が長いほど、光の強さが弱くなりますから、成層圏では上空ほど強い光で照らされる事になり、上空ほど気温が高くなる訳です。(真空紫外線は、殆どが上空で吸収され尽くしてしまうため、対流圏には殆ど届きません) そのため、成層圏では、少しでも上昇した空気は膨張して、周囲より温度が下がって重くなり、逆に、下降した空気は圧縮されて温度が上がる事で軽くなり、結局、元の高度の付近に留まる事になりますから、対流が殆ど起きず、高度が異なる大気は混じり合い難いため、成層圏の大気中には、対流圏の空気に含まれている物質が入り込む事は容易ではありません。 【参考url】 成層圏 – wikipedia http://ja.wikipedia.org/wiki/%e6%88%90%e5%b1%a4%e5%9c%8f オゾン層は、主に成層圏の中層の下部付近に位置していますから、福島第一原子力発電所が放出した物質の内、オゾン層の上にまで到達するものは、極僅かに過ぎません。 【参考url】 オゾン層 - wikipedia http://ja.wikipedia.org/wiki/%e3%82%aa%e3%82%be%e3%83%b3%e5%b1%a4 従って、オゾンホールのある場所の下まで、福島第一原子力発電所が放出した物質が到達するとすれば、それは主に、対流圏内の風や、海洋の海流によって運ばれたものであり、オゾン層には無関係ですから、オゾンホールの有無に影響される事はありません。 2.オゾンは紫外線の中でもuv-bと呼ばれる、波長が315~280nmの領域の光を吸収する力は、普通の空気よりも強いのですが、真空紫外線や放射線は、普通の空気によっても吸収されてしまうため、オゾンを含んだ空気が真空紫外線や放射線を遮る力は、普通の空気と比べて、あまり変わりません。 【参考url】 紫外線 – wikipedia http://ja.wikipedia.org/wiki/%e7%b4%ab%e5%a4%96%e7%b7%9a 第5回大気化学勉強会 対流圏化学の基礎と将来展望 > 1. 地球変動とオゾン > 図 http://www2.nict.go.jp/y/y222/smiles/macs/5/ohp1.jpg オゾンが在っても無くても、吸収される放射線の割合には大差がないのですから、宇宙から地上にやって来る放射線の量は、オゾンホールの有無にはあまり影響されないと思います。 但し、放射線は紫外線よりは有害ですから、空気によって吸収されるから安心と考えてはいけませんし、だからと言って、極微量の放射線を恐れ過ぎる事も良くありません。