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自从1986年切尔诺贝利核电站爆炸以来,科学家们一直在研究该地区,以了解辐射对生态系统的影响。众所周知,辐射对健康有害,因此当发现附近动物体内的污染水平数十年来一直在下降时,这无疑是好消息。但有一个异常情况却让人困惑不解。
研究人员注意到,切尔诺贝利附近的野猪体内放射性同位素水平多年来一直保持不变,这与我们对放射性衰变和生态系统工作原理的了解大相径庭。科学家们称之为“野猪悖论”。今年,他们可能终于解开了这个谜团。
切尔诺贝利灾难发生在1986年乌克兰北部,当时反应堆的5%放射性核心物质释放到空气和周围地区。31人直接死于这次熔毁,而切尔诺贝利灾难导致的癌症病例数量可能达到数千例。这场灾难是欧洲历史上最严重的放射性事故。事故发生后,周边地区被疏散并变成了切尔诺贝利隔离区。但隔离区内的动植物无法离开,多年来科学家们一直不知道它们会受到何种影响。
隔离区自那时起一直被研究,我们仍在从中了解辐射与生态系统相互作用的新知识。我们想要了解在灾难发生后,自然需要多久才能恢复,暴露区域多久后才安全。这些研究还观察了其他欧洲地区,因为切尔诺贝利的爆炸导致放射性污染扩散到整个大陆。
监测土壤和该地区所有生物显示,多年来,放射性污染物的总量在下降。但在大多数动物开始恢复正常时,野猪却仍然放射性超标。这就是“野猪悖论”——为什么这些动物在这么长时间后仍然放射性超标?
我们知道放射性原子以稳定的速率分解,这就是物质的半衰期。放射性衰变是随机的,一个放射性原子可能在毫秒内衰变,也可能在百年后衰变。但如果元素原子数量足够多,你可以计算出它的总衰变率。一些放射性元素比其他元素更稳定,意味着它们有更长的半衰期。切尔诺贝利释放的三个最危险的同位素是碘-131、锶-90和铯-137。碘-131的半衰期仅为8天,所以现在基本上已经消失了。但锶-90和铯-137的半衰期分别为29年和30年。这意味着在灾难发生后30年,我们预计切尔诺贝利周围的辐射水平将减少大约一半。
但辐射水平并不总是以这种一致的速度下降,至少不是在所有地方都以相同的速度下降。这是因为这些放射性元素也在生态系统中移动。植物吸收受污染的水,吃这些植物的动物在体内积累辐射,这个循环继续进行。因此,尽管生态系统中的放射性物质总量在衰变,但不同地方的不同生物体内的污染物含量会有所不同。
辐射还过滤到地下水,最终,它太深了,大多数生物无法触及。但请记住这一点,因为我们会回到这个想法。辐射在动物体内移动的速度被称为生物半衰期。对于铯-137来说,这个数字大约是70天。这意味着如果你吃了被铯-137污染的食物并幸存下来,大约70天后,它的一半应该会从你的系统中排出。
有趣的是,铯-137的生物半衰期比其普通半衰期短得多。这是因为它不仅仅是因为衰变而消失——动物还在积极地将其排出体外。但切尔诺贝利的动物不仅仅是一次吃到放射性晚餐——它们一生都在不断地吃辐射。
每次它们吃到放射性食物,就会增加半衰期的计时器。生态系统非常复杂,有很多移动部分和变量。但尽管确切数字可能会有所不同,环境中辐射水平的减少应该是一个持续的过程,与半衰期相同或更快。
我们在植物和动物中确实看到了这一点。例如,我们确实看到欧洲鹿的平均放射性污染水平随时间下降。尽管我们无法总是确定辐射减少的速度有多快,但我们确实看到了一个一致的下降趋势。这适用于这个区域的大多数事物——除了那些麻烦的野猪。
与鹿不同,野猪体内的铯-137含量异常高。尽管切尔诺贝利灾难已经过去了30多年,但他们测试的野猪肉中铯-137的平均含量并没有下降。由于铯-137的半衰期是30年,这一发现似乎打破了物理定律。
但2023年的研究表明,野猪悖论之所以看起来像是悖论,是因为遗漏了一个关键信息。原来,这些野猪的辐射峰值并不只是因为切尔诺贝利灾难。它们的辐射峰值可以追溯到更久以前,事实上是几十年前。
在20世纪50年代和60年代,苏联进行了大量的大气核武器测试。当然,人们担心这些测试产生的放射性污染,但人们认为切尔诺贝利爆炸产生的放射性尘埃是更大的问题。但今天,研究人员能够证明,野猪肉中很大一部分铯污染来自那些武器测试,而不是切尔诺贝利。
他们使用了一种新方法,使他们
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