困惑多年的专家-科学家终于解决了放射性“野猪悖论”

　　最近的研究发现，中欧野猪肉中持续存在的放射性污染，是切尔诺贝利灾难的结果，也受到1960年代核武器试验产生的铯的严重影响，突出了复杂的生态相互作用和精确的科学分析的关键作用。图片来源:Joachim Reddermann /维也纳工业大学

　　切尔诺贝利核灾难发生几十年后，野猪肉开始流行继续显示出出乎意料的高放射性。谜语的答案是:一个im另一个重要的原因被忽视了。

　　1986年的切尔诺贝利核灾难严重影响了中欧的森林生态系统。事故发生后，高放射性污染导致人们建议多年不要食用蘑菇和受影响的野生野味。随着时间的推移，鹿肉和狍肉中的放射性物质如预期的那样减少了，但野猪肉的放射性水平仍然出乎意料地高，甚至在今天的某些情况下超过了安全限制。

　　这种持续存在的反常现象被称为“野猪悖论”，多年来一直困扰着专家们。然而，维也纳理工大学(TU Wien)和汉诺威莱布尼茨大学(Leibniz University of Hannover)最近的详细研究揭示了一种解释:这是20世纪60年代核武器试验的后期后果。

　　比物理学允许的辐射还要多?

　　“对这些样品的放射性最重要的元素是铯-137，其半衰期约为30年，”维也纳工业大学的乔治·施泰因豪泽教授说。“因此，30年后，一半的材料已经自行衰变。”然而，食物中的辐射量通常下降得更快。

　　毕竟，自切尔诺贝利事故以来，铯已经分散，被雨水冲走，与矿物质结合，或者可能迁移到土壤深处，因此它不再像反应堆事故发生后那样被植物和动物吸收。因此，在一个半衰期后，大多数食品样品的活性浓度不仅仅是原来的一半，而是更少。

　　然而，在野猪肉的情况下，情况就不同了:那里的辐射水平几乎保持不变。它们的衰减速度要比铯的自然放射性衰变慢得多——乍一看，从物理学的角度来看，这个结果似乎完全矛盾。

　　直到今天，野猪肉的检测样本仍然不适合食用，因为它们的辐射水平明显超过了允许的限度。这也可能是野猪在某些地区遭受较少狩猎压力的原因，它们的数量过多往往会对农业和林业造成巨大损害。

　　寻找铯的指纹

　　乔治·施泰因豪泽教授于2022年从莱布尼茨Universit?t汉诺威搬到维也纳工业大学，他和他的团队开始着手解开这个谜团:通过进行新的、更精确的测量，他们不仅想确定放射性的数量，还想确定放射性的来源。

　　“这是可能的，因为不同来源的放射性同位素有不同的物理指纹，”冯斌博士解释说，他在莱布尼茨无机化学研究所Universit?t汉诺威和维也纳工业大学TRIGA中心原子研究所进行研究。“例如，它们不仅释放铯-137，还释放铯-135，这是一种半衰期长得多的铯同位素。”这两种铯的比例并不总是相同的——例如，切尔诺贝利核事故的沉降物的同位素指纹与20世纪60年代核武器试验的同位素指纹不同。因此，测量这一比率可以提供有关放射性物质来源的信息。

　　然而，精确地量化铯-135是非常困难的。“由于它的半衰期很长，很少衰变，你不能仅仅用辐射探测器来探测它，”乔治·斯坦豪泽说。“你必须使用质谱方法，并花费相当大的时间来精确地将它与其他原子区分开来。我们现在成功地做到了这一点。”

　　结果显示，虽然中欧地区约90%的铯-137来自切尔诺贝利，但野猪样本中的比例要低得多。相反，野猪肉中的很大一部分铯可归因于核武器试验——在一些样本中高达68%。

　　鹿松露(可能)是罪魁祸首

　　其原因在于野猪非常特殊的食物偏好:它们特别喜欢从地下挖出鹿松露，放射性铯会在这些地下蘑菇中积累很长时间。“铯通过土壤向下迁移非常缓慢，有时每年只有大约一毫米，”乔治·斯坦豪泽说。

　　鹿松露可以在20-40厘米深处找到，因此直到现在才吸收切尔诺贝利释放的铯。另一方面，来自‘旧的’核武器试验的铯在一段时间以前就已经到达那里了。”

　　因此，不同影响之间存在着复杂的相互作用:核武器试验产生的铯和切尔诺贝利事故产生的铯都在土壤中扩散，因此松露被两个不同的“铯锋”到达，这些“铯锋”逐渐通过土壤迁移。另一方面，铯会随着时间而衰变。

　　“如果你把所有这些影响加起来，就可以解释为什么鹿松露的放射性——以及随后的猪——多年来保持相对稳定，”Georg Steinhauser说。因此，野猪肉的污染预计在未来几年内也不会显著减少，因为切尔诺贝利的一些铯现在才被纳入松露。“我们的工作显示了自然生态系统中的相互关系是多么复杂，”Georg Steinhauser说，“但也恰恰表明，如果你的测量足够精确，就可以找到这些谜题的答案。”

　　参考文献:Felix St?ger、Dorian Zok、Anna-Katharina Schiller、Bin Feng和Georg Steinhauser的《60年武器137cs的不成比例的高贡献解释了巴伐利亚野猪放射性污染的持续存在》，2023年8月30日，《环境科学与技术》。DOI: 10.1021 / acs.est.3c03565

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