福島第一原発事故による放射性物質の拡散
大気中を漂い土壌・海洋を汚染した放射性降下物の化学組成、物質相、形態や大きさ、水への可溶性などの特性を知ることは、拡散や降下、環境中での残留形態や生物への影響を知る上で不可欠のものである。しかし、とりわけ長期残留する放射性セシウムに関しその理解は迅速には進まなかった。2013年以降になって、セシウムは、少なくともその一部が、事故前にはまったく想定されていなかった不溶性の微小な球状粒子として放出されていたことが明らかとなった。気象庁気象研究所の足立光司らが、最初に報告したこれらの粒子は、現在、タイプAの不溶性セシウム微粒子 (radiocesium-bearing microparticle, CsMP)、あるいは、セシウムボールと呼ばれ研究が進められている。
セシウムボールは、粒径が数マイクロメートルかそれ以下で、ケイ酸塩ガラスを基質とし、特異的にセシウムを多量に含む。その放射能は、1粒子あたりでは数ベクレルだが、類例がないほどの高い比放射能(質量あたり放射能)をもつ。これは、3月15日前後に放出されたプルームに特異的に含まれ、関東地方など長距離に及んだこのプルームのセシウムはほとんどがセシウムボールからなっていたと見積もられている。セシウムボールは2号機または3号機から放出されたと考えられているが、詳しい成因については2023年現在、依然研究途上である。
一方、関東地方に及んだ3月21日前後のプルームのセシウムは主として水溶性であった。また、3月12日の1号機水素爆発では、これとは別にタイプBの不溶性セシウム微粒子が、主として原発北西方向に飛散した。タイプBはタイプAよりも粒径が大きく不定形で、比放射能は相対的に小さい。
大気中に放出された放射性物質については、ベント(意図的な放出)の他、爆発や破損による意図しない放出により、拡散していった。放射性物質は風向により大半が太平洋側に放出されたと見られるが、3月15日や3月21日などには各地に大規模に放射性物質が降下し、土壌・河川・海洋が汚染され各用水・農畜水産物から放射性物質が検出されることになった。
特に福島県内は航空モニタリングの結果からセシウム137の蓄積量はおよそ1ヶ月半(4月29日時点)で最大1470万Bq/m2となり、チェルノブイリ原子力発電所事故の計測結果の340万Bq/m2を大幅に超え、ベラルーシ移住対象レベルの55.5万Bq/m2を超える地域が、いわき市の北部から伊達市の南部にかけて広がる事になった。
計画的避難区域の飯舘村や葛尾村等の約1万頭の家畜牛の移送要請に対し24都道府県が受け入れを表明、食用牛として拡散出荷されることになった。なお、農水省による検査対象区域外に移動した場合の移動牛と地元牛の分別検査の指示は現在出ていない。