臺大參與國際頂尖團隊 突破性釐清福島核災「高放射性銫微粒」擴散與沉降真相

由臺灣大學地質系教授宇都宮聡、九州大學、日本原子力研究開發機構人形峠環境技術中心、國立極地研究所、總合研究大學院大學、筑波大學、法國南特大學(SUBATECH/CNRS)、赫爾辛基大學及史丹佛大學組成的國際研究團隊，成功針對2011年福島第一核電廠事故中所釋放的「含高放射性銫微粒(CsMP)」進行定量分析，全面釐清其釋放時期、大氣擴散量與地表沉降量。這項重大科研成果已於2026年4月正式發表於國際知名權威期刊Journal of Hazardous Materials。

「含高放射性銫微粒(CsMP)」是在核電廠反應爐發生爐心熔毀(Meltdown)時所形成，其粒徑僅約數微米，單一微粒的放射性強度約為1貝克(Bq)，屬於不溶於水的玻璃質微粒。雖然單一微粒的放射性強度表面上看似不高，但因其內部含有高達數個百分比的高濃度放射性銫，一旦遭人體吸入體內，對健康的潛在影響不容小覷，因此在周邊環境中的分布與演變，長期以來備受國際學術界與環保組織高度關注。

此研究針對2011年7月前於福島縣內100個地點所採集的土壤樣本，全面應用團隊於2018年開發的「CsMP定量分析法（QCP法）」（由Ikehara等發表於《Environ. Sci. Technol.》）。該方法創新利用「定量放射自顯影術（Quantitative Autoradiography）」精準量測單一放射性微粒的強度，並根據粒徑上限與CsMP的放射性強度下限，嚴謹計算出CsMP的精確數量。分析結果顯示，福島土壤中的CsMP豐度介於0至52.3個微粒/克之間，其放射性貢獻率（CsMP釋出的放射性強度占土壤整體放射性強度的比例）最高竟達61.9%。研究發現，雖然西北與東南方向的微粒數量普遍較多，但東南方向的放射性貢獻率明顯偏高，西北方向則相對較低。

團隊更進一步將此CsMP定量分布圖，與世界通用的「緊急時環境線量情報預測系統(WSPEEDI)」的大氣擴散模擬結果相結合，成功還原核災當時的時間線。結果顯示，CsMP的釋放始於2011年3月15日凌晨2點至3點，並持續至當天深夜。期間釋放的放射性煙羽僅經歷一次「由南向西南、再轉向西北」的迴旋移動，便將CsMP輸運至福島全境，造成主要的銫微粒污染。值得注意的是，研究顯示3月16日0時以後釋放的物質中，已無包含CsMP，全數轉為水溶性銫。

此外，研究亦打破傳統認知，顯示CsMP的分布與地表沉降的總銫量分布並不一致。其沉降高度受到「降雨量」及煙羽中微粒數量的顯著影響，降水顯著促進了CsMP在地表的累積。經模型估算，核電廠附近煙羽中的CsMP數量最高可達約4,700個微粒/立方公尺，西南方向則約為2,070個微粒/立方公尺，首度揭開與傳統放射性銫擴散截然不同的「CsMP污染」真實樣貌。

此研究不僅為福島第一核電廠事故提供歷史性的精準定量數據，更對於全球未來在評估各種核能災害、工業輻射外洩引發的放射性微粒環境風險時，提供具備里程碑與指導方針意義的重要科學成果。

研究成果全文：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.142180