福岛核事故可能给日本蒙上了一层核威胁的阴影;但是，用海水冷却核电站的疯狂尝试也可能让科学家们了解到气候谜题中一个鲜为人知的部分。那些早期控制正在进行的熔毁的措施也提供了对受损核电站泄漏的辐射的第一个直接措施。这是今天发布在网站上的一项研究的双重启示美国国家科学院院刊。
今年3月日本发生毁灭性海啸后，该核电站过热反应堆的堆芯被冷却海水喷洒了13天。这开启了一个核反应释放出一种不稳定的硫。
这篇论文的作者们在许多天之后，通过穿越太平洋的方式，在加利福尼亚发现了这种硫磺的痕迹。收集到的数据可能有助于科学家更好地处理硫酸盐气溶胶——这是地球气候的一个重要因素。
咸的硫
硫酸盐颗粒来自汽车、火炉和燃煤发电站排放的大量气体，它们被认为是全球变暖的对立面——它们反射太阳的能量，并有助于稍微降温。在不知情的情况下，福岛核电站工人的绝望行动也产生了同样的硫酸盐，因为核电站正处于危险的过热状态——这要归功于他们使用的海水中的盐。
冷却系统的瘫痪迫使他们向有问题的反应堆注入大量海水。盐是氯化钠，当溶解的氯被暴露的燃料棒中的中子轰击时，它就变成了一种不稳定的硫——硫-35。当海水沸腾成蒸汽时，为了防止爆炸被排出。蒸汽带走了新产生的硫-35。
前所未有的高峰
3月28日，在海啸发生约两周后，加州大学拉霍亚分校的研究小组发现了这种具有轻度放射性的硫。通常情况下，对硫35的监测是出于更温和的原因——挑选出导致高层大气与接近地表的空气混合的湍流事件，即所谓的平流层入侵。但是拉霍亚的监测结果是本底水平的300倍，几乎是之前记录的峰值的两倍，这让研究人员怀疑是福岛核事故造成的。
通过回放美国国家海洋和大气管理局前几周的大气模型，他们能够看到含有硫35的气团来自哪里。而这一分析直接将其归咎于日本东北部，当时福岛仍被海水喷洒。因为硫-35的半衰期和它在太平洋上的轨迹是已知的，研究人员意识到他们可以用他们的测量来计算福岛的放射性足迹。
中子通量编号
“你知道他们使用了多少海水，中子会渗入海水多远，以及氯离子的大小。由此你可以计算出一定有多少中子与氯发生反应生成放射性硫，”该论文的第一作者Antra Priyadarshi说。他们的计算表明，在3月20日回收小组改用淡水之前，每平方米排放了4000亿个中子。
但是，这项工作除了为福岛核灾难的放射性程度提供了第一个具体数字外，还为硫在大气中移动时的模拟提供了一些有用的见解。
用“放射性时钟”追踪硫
第一作者Mark Thiemens说:“硫酸盐的一个大问题是它在整个半球的运输需要时间。人们可以使用卫星和模型，但福岛核电站提供的放射性时钟就是这样——有如此精确的释放时间和地点，这是前所未有的。我们以一种全新的方式了解了很多跨太平洋运输。”
硫气体是如何氧化，然后变成微小的硫酸盐固体颗粒的，这方面的了解还很贫乏，但通过这项研究得到了推动。“我们也在进行气体-粒子转换速率的放射性测量。这是一个重大问题，我们第一次在这个过程中获得了直接的结果。
最近的一项研究表明，硫酸盐对气候的影响变得越来越棘手中国的硫酸盐排放量帮助减缓了排放速度过去10年的气候变化——对于那些试图规划我们通过我们的活动推动地球的旅程的人来说，确定这些细节是至关重要的。
Martin Leggett采访和撰写
最佳图片来源:©lznogood
