[Cose che la scienzah vi nasconde]
Come le ricadute radioattive di Fukushima a Tokyo sono state nascoste al pubblico
Il radiochimico giapponese Satoshi Utsunomiya ha scoperto che i campioni d'aria del 15 marzo 2011, a Tokyo, contenevano un'altissima concentrazione di microparticelle di cesio insolubili. Ha subito compreso le implicazioni delle scoperte per la sicurezza pubblica, ma il suo studio è stato tenuto lontano dalla pubblicazione per anni.
L'autoradiografia di campioni di terreno provenienti dai pressi della centrale nucleare di Fukushima ha rivelato hotspot di radioattività causati da microparticelle di cesio. Satoshi Utsunomiya
Di François Diaz-Maurin
13 gennaio 2025
Gennaio 2025
Rivista Premium
Un'edizione speciale premium sui rischi duraturi e le nuove sfide dei materiali nucleari.
Il 14 e 15 marzo 2011, tre giorni dopo che il grande terremoto del Giappone orientale e il conseguente tsunami avevano colpito la centrale nucleare di Fukushima, le esplosioni in due degli edifici del reattore della centrale hanno rilasciato un'enorme quantità di radioattività invisibile. Questi pennacchi radioattivi sono stati spazzati via dal vento, scendendo sull'area circostante e nell'oceano. Alla fine, le radiazioni emesse dalle centrali di Fukushima si sono diffuse in tutto l'emisfero settentrionale. Si sono diffuse anche nella capitale del Giappone, Tokyo.
Dopo le esplosioni, i ricercatori giapponesi si sono affrettati a raccogliere e studiare materiali radioattivi dal suolo e dall'aria per scoprire cosa fosse successo all'interno dei reattori, che ora si ritiene si siano fusi perché i loro sistemi di raffreddamento hanno ceduto. Il 13 marzo, il Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute, l'agenzia responsabile della misurazione della qualità dell'aria del particolato nell'area di Tokyo, ha iniziato a raccogliere campioni di aria più frequentemente. Questo sforzo faceva parte del programma di monitoraggio di emergenza del governo metropolitano di Tokyo per le radiazioni ambientali, che mirava a rilevare nuclidi che emettono raggi gamma nella polvere sospesa nell'aria. I filtri hanno rivelato che intorno alle 10 del mattino del 15 marzo 2011, una grande colonna di radioattività ha raggiunto Tokyo, circa 240 chilometri (149 miglia) a sud di Fukushima. Tutti i campioni prelevati il 14 e il 15 marzo hanno mostrato picchi di radioattività.
I ricercatori dell'istituto hanno pubblicato i loro primi risultati sulla rivista della Japan Radioisotope Association nel giugno 2011 (Nagakawa et al. 2011); hanno stimato la dose totale di esposizione per gli esseri umani da sostanze radioattive, tra cui iodio 131 e cesio 137, presenti nella polvere nell'aria, nei prodotti alimentari e nell'acqua potabile del quartiere Setagaya nella vecchia città di Tokyo. Estrapolando dalle loro misurazioni dal 13 marzo al 31 maggio, hanno calcolato la dose cumulativa annuale corrispondente di radiazioni in quella parte di Tokyo pari a 425,1 microsievert, che è meno della metà del limite di dose annuale per il pubblico raccomandato dalla Commissione internazionale per la protezione radiologica. In una seconda pubblicazione della conferenza in inglese (Nagakawa et al. 2012), i ricercatori hanno esteso il loro periodo di monitoraggio a ottobre e hanno stimato che la dose efficace annuale totale dovuta all'inalazione per gli adulti nell'area metropolitana di Tokyo dai pennacchi radioattivi di Fukushima era molto più bassa, a 25 microsievert.
Ma due anni dopo l'incidente, gli scienziati giapponesi scoprirono un nuovo tipo di microparticelle altamente radioattive nella zona di esclusione attorno alla centrale di Fukushima. Le microparticelle, che erano state espulse dai reattori di Fukushima, contenevano concentrazioni estremamente elevate di cesio 137, un elemento radioattivo che può causare ustioni, malattie acute da radiazioni e persino la morte. Satoshi Utsunomiya, un radiochimico ambientale della Kyushu University nel Giappone sud-occidentale, scoprì presto che queste particelle erano presenti anche nei campioni di filtri dell'aria raccolti a Tokyo dopo l'incidente di Fukushima.
La controversia che circondava i suoi tentativi di pubblicare le sue scoperte gli è quasi costata la carriera e ha impedito che i suoi risultati fossero ampiamente conosciuti dal pubblico giapponese prima delle Olimpiadi estive del 2020 a Tokyo. [1] Gli scienziati non sanno ancora se queste microparticelle altamente radioattive rappresentino un pericolo significativo per le persone e Satoshi è uno dei pochi scienziati che si concentra nel tentativo di scoprirlo. "Ora abbiamo le misurazioni che dicono che le particelle sono passate sopra i centri abitati e si sono depositate in alcuni punti", mi ha detto Gareth Law, un radiochimico dell'Università di Helsinki. "Dovremmo rispondere alla domanda".
HTMHF4 Reattore di Fukushima Daiichi nel Giappone nord-orientale 2011 Vista satellitare dei danni causati dal terremoto ai reattori il 14 marzo 2011
Una vista della centrale nucleare di Fukushima il 14 marzo 2011 dopo i guasti del reattore. Le esplosioni di idrogeno nelle unità 1 e 3 potrebbero aver contribuito alla dispersione di microparticelle di cesio nell'atmosfera. Foto 12 / Ann Ronan Picture Library
Modello del pennacchio radioattivo proveniente dalle fusioni del reattore della centrale nucleare di Fukushima Daiichi, dall'11 al 16 marzo 2011. (Katata et al. 2012)
Skyline di Setagaya, Tokyo, Giappone
Lo skyline di Setagaya Ward a Tokyo, Giappone, ripreso il 16 febbraio 2018. I filtri dell'aria raccolti da questo quartiere nelle ore e nei giorni successivi alla fusione dei reattori nucleari di Fukushima dell'11 marzo 2011 hanno rivelato un nuovo tipo di particella radioattiva presente nella capitale, a circa 150 miglia di distanza. Shawn.ccf
La scoperta
Nel maggio 2012, Toshihiko Ohnuki, un affermato radiochimico ambientale all'epoca presso la Japan Atomic Energy Agency (JAEA), visitò Yoshiyasu Nagakawa al Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute, noto anche come TIRI. Nagakawa fu il primo autore di due studi TIRI sull'esposizione alle radiazioni a Tokyo e Ohnuki chiese a Nagakawa se poteva ottenere alcuni campioni di aria per ulteriori analisi. Ohnuki aveva già studiato come la ricaduta radioattiva di cesio da Fukushima reagiva con i componenti del suolo contaminato. Ora, voleva fare lo stesso con i campioni di polvere aerea di Tokyo.
Nagakawa diede a Ohnuki cinque piccoli filtri che erano stati raccolti dal reparto Setagaya nella vecchia città di Tokyo in momenti diversi il 15 marzo 2011, il giorno in cui la nube radioattiva raggiunse Tokyo. Ohnuki ricevette i campioni senza restrizioni sul loro utilizzo e non fu stipulato alcun accordo scritto. [2]
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I filtri dell'aria raccolti nel Setagaya Ward di Tokyo sono stati forniti a Toshihiko Ohnuki da Yoshiyasu Nagakawa presso il TIRI. Le immagini dei filtri (riga inferiore) hanno rivelato un picco nel tasso di radiazioni ionizzanti la mattina del 15 marzo 2011. La radioattività di massa su ciascun campione è stata misurata in conteggi al minuto (CPM). Toshihiko Ohnuki
Tornato nel suo laboratorio alla JAEA, Ohnuki eseguì l'autoradiografia dei cinque campioni, rivelando molti punti radioattivi su tutti loro. La radioattività di massa su ogni campione fu misurata tra 300 conteggi al minuto per il filtro che copriva il periodo da mezzanotte alle 7 del mattino e 10.500 conteggi al minuto tra le 10 e le 11 del mattino del 15 marzo. [3] Il tasso di radiazione era così alto che Ohnuki dovette tagliare alcuni dei filtri in piccoli pezzi, meno di un centimetro quadrato, per evitare di saturare il microscopio elettronico a scansione. Ohnuki conservò i filtri non esaminati per analisi future.
Mesi dopo, nell'agosto 2013, quattro ricercatori del Meteorological Research Institute in Giappone hanno riferito per la prima volta di un nuovo tipo di particella sferica radioattiva contenente cesio che era stata espulsa nei primi giorni dell'incidente di Fukushima (Adachi et al. 2013). I ricercatori avevano raccolto campioni di aria su filtri in fibra di quarzo presso il loro istituto a Tsukuba, situato 170 chilometri a sud-ovest della centrale di Fukushima. Le loro scoperte, pubblicate in Scientific Reports, stavano per rivoluzionare il modo in cui i radiochimici ambientali comprendevano le ricadute radioattive di Fukushima.
Tornati in laboratorio, i ricercatori hanno posizionato i filtri su una lastra di imaging e li hanno inseriti in uno scanner radiografico portatile. Le immagini hanno rivelato molti punti neri, che indicavano la presenza di materiali radioattivi sui filtri, con un livello massimo di radioattività misurato sul campione alle 9:10 del mattino del 15 marzo 2011, quattro giorni dopo l'inizio dell'incidente di Fukushima. I ricercatori hanno posizionato questo campione sotto un microscopio elettronico a scansione e poi in uno spettrometro a raggi X a dispersione di energia per osservare direttamente la forma e la composizione dei materiali radioattivi sui filtri. Ciò che hanno visto li ha sbalorditi.
La prima visione al microscopio elettronico di una microparticella di cesio radioattivo, precedentemente sconosciuta, da campioni di filtri dell'aria raccolti a Tsukuba, a circa 100 miglia dalla centrale nucleare di Fukushima. (Adachi et al. 2013)
Le immagini al microscopio mostravano che le particelle contenenti cesio radioattivo erano perfettamente sferiche, una delle quali misurata con un diametro di 2,6 micron (milionesimi di metro). Gli scienziati avevano già trovato particelle sferiche contenenti cesio, ma queste erano diverse. Erano più grandi e contenevano altri elementi, tra cui ossigeno, silicio, cloro, manganese, ferro e zinco. Ancora più importante, queste particelle sembravano essere insolubili in acqua, almeno in condizioni atmosferiche.
Prima di questa scoperta, gli scienziati giapponesi non conoscevano le esatte proprietà fisiche e chimiche dei materiali radioattivi espulsi dalla centrale nucleare di Fukushima. "La gente pensava che quei punti caldi [sui campioni di terreno] fossero solo la prova dell'altissima concentrazione di goccioline d'acqua, ma non era una spiegazione ragionevole perché si sapeva da sempre che il cesio era molto solubile in acqua", ha detto Satoshi. "A quel punto eravamo perplessi".
Dopo la pubblicazione dello studio del Meteorological Research Institute, Ohnuki si ricordò dei filtri dell'aria di Tokyo che aveva ottenuto da Nagakawa. Andò a rianalizzare i campioni per vedere se contenevano queste microparticelle contenenti cesio appena scoperte. Ma Ohnuki si fermò presto, decidendo di consegnare a Satoshi quattro piccoli pezzi che aveva tagliato dai campioni. Ohnuki e Satoshi stavano già collaborando a uno studio sulla presenza di cesio nei terreni contaminati dall'incidente di Fukushima (Kaneko et al. 2015). Sapeva che Satoshi avrebbe potuto aiutare utilizzando la microscopia elettronica a trasmissione ad alta risoluzione, una potente tecnica per studiare le proprietà dei materiali su scala atomica, esattamente lo strumento necessario per osservare queste microparticelle. [4]
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Il professore della Kyushu University Satoshi Utsunomiya raccoglie campioni di terreno con un collega nei pressi della centrale nucleare di Fukushima. Per gentile concessione di Satoshi Utsunomiya
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Satoshi Utsunomiya e i membri del suo team di ricerca hanno utilizzato microscopi elettronici come questo per raccogliere immagini della microparticella di cesio appena scoperta. Per gentile concessione di Satoshi Utsunomiya
Risultati scioccanti
Le entità appena scoperte erano inizialmente chiamate particelle sferiche contenenti cesio, ma Satoshi e i suoi colleghi hanno coniato il termine microparticelle ricche di cesio, o CsMP, nel 2017, che è il termine con cui ora i ricercatori le chiamano generalmente (Furuki et al. 2017). Le CsMP non erano state notate in precedenti incidenti di reattori di grandi dimensioni.
Gli scienziati sapevano che le microparticelle provenivano dai reattori di Fukushima perché il loro rapporto isotopico tra cesio 134 e cesio 137 corrispondeva al rapporto medio per i tre reattori danneggiati calcolato dall'Oak Ridge National Laboratory. [5] Poiché queste particelle provenivano dai reattori di Fukushima, Satoshi e gli altri scienziati che le studiavano pensavano che potessero contenere prove sulle reazioni avvenute durante l'incidente. Ma la curiosità del radiochimico ambientale è stata anche innescata dalle caratteristiche uniche di queste microparticelle: le loro dimensioni sono molto piccole, in genere da due a tre micron, persino più piccole di un micron in alcuni casi. [6] E la concentrazione di cesio in ciascuna delle particelle è molto alta rispetto alle loro dimensioni.
Dopo che Satoshi ottenne quattro piccoli pezzi dei filtri dell'aria di Tokyo, progettò quella che lui chiama "una procedura molto semplice" per scoprire se i filtri contenevano microparticelle ricche di cesio. Nell'aprile 2015, scattò immagini autoradiografiche dei quattro pezzi, confermando ciò che Ohnuki aveva già visto con un microscopio digitale presso JAEA. Quindi Satoshi passò a caratterizzare le proprietà strutturali e chimiche delle particelle usando la microscopia elettronica a scansione (SEM) e la microscopia elettronica a trasmissione a risoluzione atomica (TEM). Sebbene la progettazione della procedura fosse semplice, l'esecuzione di questi passaggi si sarebbe rivelata estremamente difficile.
autoradiografia
Una pagina degli appunti di laboratorio di Satoshi confronta un'autoradiografia scattata nell'aprile 2015 (in alto) con una fotografia di un campione di filtro dell'aria scattata in precedenza da Toshihiko Ohnuki (in basso) . Le aree rosse indicano le posizioni delle particelle radioattive . Per gentile concessione di Satoshi Utsunomiya
Uno degli studenti laureati di Satoshi ha trovato il primo CsMP il 14 luglio 2015, dopo quattro mesi di lavoro "estremamente duro" per stabilire un protocollo di isolamento provando diversi metodi SEM. "Eravamo molto emozionati per l'isolamento riuscito dei CsMP, ma eravamo ancora più emozionati nell'osservare la struttura interna di queste particelle tramite TEM perché all'epoca non c'erano dati TEM", ha detto Satoshi. Aveva una visione: una volta stabilito il metodo di isolamento dei CsMP, avrebbero potuto indagare ulteriormente in dettaglio e ottenere informazioni importanti sul processo di fusione del reattore e sulle proprietà dei detriti di combustibile rimasti nei reattori.
Ora che sapevano come isolare le microparticelle, Satoshi e i membri del suo laboratorio divisero il loro lavoro in due sforzi separati: due pezzi di filtro sarebbero stati utilizzati per confermare al microscopio elettronico se queste particelle altamente radioattive fossero effettivamente CsMP, e gli altri due pezzi sarebbero stati utilizzati per esperimenti di dissoluzione, per confermare se le particelle fossero insolubili in acqua.
Il team ha lottato di nuovo, questa volta con la microscopia elettronica a trasmissione a risoluzione atomica. La TEM è una tecnica potente che consente ai ricercatori di studiare le proprietà strutturali e chimiche delle particelle su scale che vanno dai micron ai sub-angstrom. [7] Ma per osservare la struttura interna delle particelle, il microscopio elettronico a trasmissione richiede campioni molto sottili, in genere 100 nanometri o più sottili. [8] Ci sono voluti circa tre mesi perché Satoshi e i membri del suo laboratorio effettuassero con successo la loro prima osservazione TEM di una microparticella ricca di cesio sui sottili fogli che avevano realizzato. Utilizzando diverse tecniche TEM, il team è stato in grado di produrre immagini ad alta risoluzione di qualità eccezionale che mostrano la forma e i principali costituenti elementari di diversi CsMP dai filtri dell'aria di Tokyo.
La microscopia elettronica a trasmissione (TEM) ha permesso al team di Satoshi di catturare immagini a risoluzione atomica di microparticelle di cesio (incluse queste quattro particelle) scoperte sui campioni del filtro dell'aria di Tokyo forniti da Toshihiko Ohnuki. Accanto a ciascuna immagine TEM, mappe elementari dei principali costituenti delle particelle, visualizzate su immagini di elettroni secondari (SE) ottenute tramite microscopia elettronica a trasmissione a scansione in campo oscuro anulare ad alto angolo ( nota come HAADF-STEM) , tra cui ossigeno (O), silicio (Si), ferro (Fe), cesio (Cs) e zinco (Zn) . (Utsunomiya et al. 2019)
Nel luglio 2015, mentre Satoshi era impegnato a lavorare sui filtri dell'aria di Tokyo nel suo laboratorio alla Kyushu University, Ohnuki ricevette una nota da Nagakawa, il ricercatore del TIRI che aveva fornito i campioni, che gli chiedeva di restituirli in modo che potessero essere rianalizzati. Nella sua e-mail, Nagakawa non specificò il motivo della sua richiesta, che sembrava innocua: "Per favore, restituisci almeno una parte del materiale che ti abbiamo dato per la rianalisi... se la posizione è sconosciuta, non possiamo farci niente".
Ohnuki ha immediatamente inviato a Nagakawa due filtri del 15 marzo, tra cui il filtro dalle 10 alle 11 che aveva il livello più alto di radioattività e conteneva il maggior numero di macchie radioattive. Ohnuki ha aggiunto di aver scartato gli altri tre filtri dopo averli analizzati nel 2013.
Nagakawa chiese anche a Ohnuki se aveva intenzione di pubblicare articoli basati sui campioni. Ohnuki spiegò che aveva smesso di analizzarli dopo i suoi tentativi inconcludenti nel 2013, ma non menzionò di aver dato a Satoshi parte dei filtri per lo studio. [9]
Ad aprile e giugno 2016, Satoshi ha condotto esperimenti di dissoluzione e ha rapidamente confermato che le CsMP erano insolubili in acqua. Gli esperimenti hanno anche mostrato che la maggior parte dell'attività del cesio su questi filtri proveniva dalle CsMP. Infatti, fino al 90 percento della radioattività del cesio proveniva da queste microparticelle, non da forme solubili di cesio, il che significa che la maggior parte della radioattività del cesio rilevata durante il pennacchio del 15 marzo a Tokyo proveniva dalle CsMP.
Satoshi era ora pronto a pubblicare i suoi risultati su una rivista scientifica. Si trattava di scoperte importanti che la comunità scientifica doveva conoscere. Ma Satoshi capì anche che avrebbero potuto creare una crisi di pubbliche relazioni in Giappone perché le sue scoperte contraddicevano dichiarazioni precedenti che minimizzavano le implicazioni per la salute pubblica delle ricadute di Fukushima a Tokyo.
La conferenza Goldschmidt, il più importante incontro internazionale sulla geochimica, si tenne quell'anno nella città giapponese di Yokohama. Satoshi fu invitato a tenere un discorso plenario e a presentare la sua ricerca sulla contaminazione ambientale causata dal disastro di Fukushima (Utsunomiya 2016). Durante il discorso, presentò le sue nuove scoperte sui filtri dell'aria di Tokyo. Il suo discorso ricevette molta attenzione e fu persino riportato da diversi giornali giapponesi e internazionali. Dopo la sua presentazione, il presidente scientifico della conferenza, Hisayoshi Yurimoto, disse: "Risultati molto interessanti. E anche risultati molto scioccanti". [10]
Satoshi Utsunomiya tiene un discorso plenario alla conferenza Goldschmidt del 2016 a Yokohama, Giappone. La presentazione, che ha trattato le sue nuove scoperte sulle microparticelle del filtro dell'aria di Tokyo, ha catturato l'attenzione dei media internazionali. Gaël Kazaz / Goldschmidt
Gli scienziati vanno a processo
Tra il 2016 e il 2019, una sequenza di eventi kafkiani ha riguardato Ohnuki, l'ex ricercatore della JAEA che ha dato a Satoshi i campioni del filtro dell'aria di Tokyo, e Satoshi. Durante quella sequenza di eventi, il documento di ricerca di Satoshi è stato accettato per la pubblicazione da una prestigiosa rivista scientifica dopo la revisione paritaria, ma la rivista ha ritardato la pubblicazione del documento per anni, decidendo infine di non pubblicarlo sulla base di misteriose accuse di cattiva condotta che, si sono rivelate ingiustificate. Di conseguenza, le scoperte di Satoshi non sono state rese ampiamente note, risparmiando alle autorità giapponesi una possibile crisi di pubbliche relazioni con l'avvicinarsi delle Olimpiadi estive di Tokyo. A causa della controversia che circonda il documento di Satoshi e della mancanza di ricerche sugli impatti sulla salute di queste particelle, non è ancora chiaro in che misura i residenti di Tokyo siano stati esposti a livelli di radiazioni pericolosi a seguito dell'incidente di Fukushima.
Ho lavorato per ricostruire la sequenza degli eventi relativi al documento di ricerca di Satoshi per scoprire se la controversia sulla sua pubblicazione fosse il risultato di qualche pratica non etica da parte sua; concorrenza tra laboratori di ricerca; o tentativo di soppressione di risultati scientifici. Il resoconto che segue si basa sulla revisione di decine di e-mail, lettere, resoconti e trascrizioni di conversazioni telefoniche che il Bulletin ha ottenuto, nonché su molteplici interviste con persone direttamente coinvolte negli eventi.
Nell'agosto 2016, il leader del gruppo di ricerca di Nagakawa al TIRI, Noboru Sakurai, inviò un'e-mail a Ohnuki esortandolo a restituire i campioni di filtro che aveva precedentemente ottenuto dal TIRI al Tokyo Institute of Technology, dove ora Ohnuki era impiegato. Ohnuki rispose che i filtri erano già stati inviati, ma Sakurai sostenne che non li avevano ricevuti. Ohnuki aveva chiesto a un membro dello staff del gruppo di ricerca in cui lavorava presso la Japan Atomic Energy Agency di inviare i campioni che aveva lasciato lì, ma i campioni non furono inviati. Poiché i campioni erano stati studiati in un'area controllata, potrebbero essere stati smaltiti insieme ad altri campioni correlati a Fukushima che erano stati conservati presso la JAEA.
Nel luglio 2015, tre anni dopo aver consegnato a Ohnuki i cinque filtri dell'aria di Tokyo che Satoshi aveva mostrato contenessero microparticelle di cesio, Yoshiyashu Nagakawa di TIRI ne chiese la restituzione. La sua richiesta recita, in parte: "Stiamo attualmente valutando la possibilità di rianalizzare i filtri raccolti al momento dell'incidente. Quindi, vorremmo chiederti di restituire i filtri che ti abbiamo dato (se ne sono rimasti)".
A ottobre, mentre Ohnuki si occupava delle insistenti richieste di restituzione dei campioni del filtro, Satoshi presentò due manoscritti di ricerca alla rivista Scientific Reports, uno sulla prima analisi isotopica di successo di singole microparticelle ricche di cesio basata su campioni di terreno raccolti dalla zona di esclusione di Fukushima, e uno sulla prima caratterizzazione dei CsMP dai campioni del filtro dell'aria di Tokyo che aveva presentato durante il suo discorso a Yokohama. Entrambi gli articoli furono accettati all'inizio di gennaio 2017 dopo la revisione paritaria. [11]
Il documento di Tokyo, intitolato "Caesium fallout in Tokyo on 15th March, 2011 is dominant by highly radioactive, caesium-rich microparticles", è stato scritto in collaborazione da tre studenti laureati del laboratorio di Satoshi, Jumpei Imoto, Genki Furuki e Asumi Ochiai, che hanno condotto gli esperimenti, e da tre collaboratori giapponesi: Shinya Yamasaki dell'Università di Tsukuba che ha contribuito alla misurazione dei campioni; Kenji Nanba dell'Università di Fukushima, che ha contribuito alla raccolta dei campioni; e Toshihiko Ohnuki, che aveva ottenuto i campioni. Il documento includeva due collaboratori internazionali che erano esperti mondiali nello studio dei materiali radioattivi, Bernd Grambow del French National Center for Scientific Research presso l'Università di Nantes in Francia e Rodney C. Ewing della Stanford University, che hanno contribuito alle idee di ricerca e hanno partecipato all'analisi dei dati. Satoshi è stato l'autore principale dello studio.
Il 27 gennaio, pochi giorni dopo che il documento di Tokyo era stato accettato per la pubblicazione, Yuichi Moriguchi, un importante professore dell'Università di Tokyo che appariva regolarmente nei programmi televisivi nazionali, visitò Ohnuki al Tokyo Tech prima di un incontro dell'Atomic Energy Society of Japan. [12] Moriguchi era in compagnia di Yasuhito Igarashi, professore all'Università di Kyoto e coautore del documento del 2013 sulla scoperta dei CsMP. Ohnuki avrebbe poi scritto in un'e-mail di aver mostrato ai due visitatori copie della pre-stampa del documento di Tokyo accettato. Moriguchi fu molto sorpreso di apprendere di questo documento e che stava per essere pubblicato. Anche lui stava lavorando sui campioni di Tokyo e aveva una collaborazione in corso con TIRI (Ebihara et al. 2017; Oura et al. 2017). "Eravamo concorrenti", mi ha detto Moriguchi in un'intervista per questo articolo. “Certo, ci sono molti altri gruppi che studiano le microparticelle [di cesio] negli altri media, ma per quanto riguarda l’inquinamento atmosferico, penso che in Giappone abbiamo solo due gruppi principali.” [13]
Il giorno della visita, Moriguchi ha inviato un'e-mail a Ohnuki, sollecitandolo a informare TIRI della pubblicazione pianificata. "Questo tipo di informazioni rende le agenzie governative molto sensibili", ha scritto Moriguchi. "Se i risultati ottenuti da queste preziose raccolte di campioni condotte presso un istituto di ricerca sotto l'amministrazione dovessero suscitare il disappunto delle agenzie governative e diventasse difficile ottenere la collaborazione degli istituti di ricerca, siamo preoccupati che ciò potrebbe ostacolare la ricerca futura che utilizza questi tipi di campioni". Il loro incontro ha rivelato diverse interpretazioni dell'utilizzo dei campioni TIRI per la ricerca. In un'intervista per questo articolo, Moriguchi ha confermato le sue preoccupazioni e ha affermato di aver contattato Sakurai presso TIRI dopo aver visto il documento. Nella sua e-mail a Sakurai, che ho letto, Moriguchi ha scritto: "La ricerca del professor Onuki e dei suoi colleghi è di grande importanza in termini di chiarimento scientifico degli effetti dell'incidente e di lasciare un'eredità per le generazioni future, quindi mi chiedo se si possa trovare una sorta di compromesso, ma sarebbe difficile?"
Sede centrale del Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute di Nishigaoka, 2009
La vecchia sede del Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute (TIRI), come si vede nel 2009 a Kita Ward, Tokyo. Questa era la sede principale al momento dell'incidente di Fukushima nel marzo 2011. Kamemaru2000
Tokyo_Metropolitan_Industrial_Technology_Research_Institute_sede centrale
Dopo il disastro di Fukushima, nell'ottobre 2011 il TIRI si è trasferito in una nuova e più grande struttura di ricerca .
Il giorno dopo la visita, non rendendosi conto dell'enorme controversia che avrebbe generato, Ohnuki inviò un file PDF del documento di preprint a Sakurai, informandolo della prossima pubblicazione. Sakurai non era contento: aveva previsto le implicazioni politiche di queste nuove scoperte, che provenivano da campioni che qualcuno del suo istituto aveva dato a un altro ricercatore. Inoltre, Sakurai e il suo gruppo di ricerca al TIRI avevano già analizzato questi campioni nel 2011 e non avevano rilevato, e tanto meno caratterizzato, le microparticelle (Nagakawa et al. 2011). Se il documento di Ohnuki e Satoshi fosse stato pubblicato, avrebbe potuto essere un duro colpo per la sua credibilità e quella del suo gruppo di ricerca. Quasi immediatamente, Sakurai si mosse per bloccare la pubblicazione, secondo le e-mail ottenute dal Bulletin .
Il 1° febbraio, Rafal Marszalek, allora vicedirettore editoriale di Scientific Reports, scrisse a Satoshi dicendogli che la rivista era stata contattata da un ricercatore che sollevava preoccupazioni in merito alla provenienza dei campioni d'aria analizzati nel manoscritto. Marszalek diede a Satoshi un paio di giorni per chiarire come erano stati raccolti i campioni.
Il 1° febbraio 2017 la rivista Scientific Reports informò per la prima volta Satoshi che la rivista aveva ricevuto un reclamo riguardo ai campioni da lui utilizzati nell'articolo.
Satoshi non aveva idea di cosa affermasse questa denuncia o chi fosse il ricercatore che si lamentava. Così chiese a Ohnuki, che gli disse di aver inviato l'articolo a TIRI. Le e-mail mostrano che Sakurai contattò Scientific Reports per informare la rivista delle preoccupazioni di TIRI sulla provenienza del campione. Mentre Satoshi stava ancora cercando di contenere la controversia, il suo secondo articolo fu pubblicato il 15 febbraio 2017 (Furuki et al. 2017). Nel frattempo, la rivista tenne in sospeso l'articolo di Tokyo.
Ohnuki spiegò a Satoshi che quando ottenne i campioni nel 2012, si era capito che dovevano essere usati per la ricerca per comprendere meglio il comportamento ambientale del cesio radioattivo. Non c'era nessun altro motivo per dare a un radiochimico campioni che erano noti per contenere materiale radioattivo. Quindi, secondo Ohnuki, non era necessario alcun accordo formale. [14] Satoshi tentò di spiegarlo a Scientific Reports , ma l'editore non fu convinto e disse a Satoshi che non poteva verificare se Nakagawa fosse autorizzato a condividere i campioni con Ohnuki. Chiese quindi che Satoshi e Sakurai risolvessero la presunta questione della provenienza prima della pubblicazione.
I coautori erano scettici sul fatto che la rivista avrebbe pubblicato l'articolo, anche se avessero riconosciuto che TIRI aveva fornito il campione o incluso alcuni ricercatori TIRI come coautori. Si sentivano intrappolati e hanno iniziato a vedere una cospirazione.
Satoshi mandò un'email a Sakurai chiedendo i dettagli della denuncia, ma Sakurai non rispose. Satoshi scrisse persino al direttore del TIRI, Tsugunori Okumura, che si rifiutò di rivelare i dettagli dell'accusa e spiegò che si trattava di una questione tra il TIRI e la Japan Atomic Energy Agency, dove Ohnuki stava lavorando al momento degli esperimenti.
Nel luglio 2017, TIRI ha aumentato la pressione inviando un reclamo formale al Tokyo Institute of Technology, dove ora Ohnuki era impiegato. In una lettera che i ricercatori non sono stati in grado di vedere fino a un anno dopo il suo invio, TIRI ha accusato Ohnuki di "sospetti atti che violano i regolamenti interni, l'etica dei ricercatori e il codice di condotta" nel fornire a Satoshi campioni da TIRI senza il consenso dell'istituto.
Toshihiko Ohnuki a un workshop del 2016 sul trattamento e la bonifica dei rifiuti radioattivi ospitato dall'Agenzia giapponese per l'energia atomica. JAEA
Man mano che la questione diventava più politica e coinvolgeva più istituzioni, Satoshi continuò la sua ricerca sui CsMP e presentò altri due documenti su Fukushima alla successiva Goldschmidt Conference a Parigi nell'agosto 2017. Più tardi quel mese, sotto pressione del Tokyo Metropolitan Institute of Industrial Technology, il Tokyo Institute of Technology aprì un'indagine formale su Ohnuki per sospetto di attività di ricerca improprie con Satoshi. "Era come un tribunale", ha detto Satoshi riguardo alla convocazione davanti al comitato di conformità. Solo che, a differenza di un processo, non conosceva i termini esatti di ciò di cui erano accusati. "Il team del TIRI non ha nemmeno permesso alla Kyushu University di mostrarmi questa lettera", ha detto Satoshi. "Quindi a quel punto, non capivo quale fosse il problema".
Satoshi pensava che TIRI si stesse lamentando della provenienza del campione: "Ho detto chiaramente ai membri del comitato che il campione che ci avevano fornito era per la ricerca. Ma loro sostenevano di avercelo semplicemente prestato". Per Satoshi, era un'accusa molto irragionevole.
L'indagine per cattiva condotta è avvenuta nel mezzo di una serie di scandali che hanno coinvolto diverse università giapponesi negli anni 2010, tra cui un noto scandalo sulle cellule staminali nel 2014 durante il quale la ricercatrice Haruko Obokata ha falsificato risultati che le hanno permesso di affermare di aver sviluppato un metodo rivoluzionario per creare facilmente cellule staminali. In seguito a questo e ad altri scandali, il ministero della scienza e della tecnologia in Giappone ha emesso una serie di linee guida sulla cattiva condotta nella ricerca, tra cui sanzioni per i ricercatori che si sono impegnati in falsificazione, fabbricazione e plagio, tra gli altri illeciti scientifici. Quello di Satoshi e Ohnuki è stato uno dei primi casi in Giappone a passare attraverso un'indagine simile a un processo basata sulle linee guida.
"C'è stata un'indagine, un'indagine molto dettagliata, che ha coinvolto degli avvocati", ha detto Satoshi. "È così stupido, sai. Avvocati per uno studio di ricerca semplice come questo".
Dopo mesi di procedimenti, l'indagine si è conclusa il 22 dicembre 2017. Il rapporto finale dell'indagine, che ho visionato e inviato dal presidente della Tokyo Tech Yoshinao Mishima al presidente della Kyushu University Chiharu Kubo, afferma che Ohnuki e Satoshi, indicati rispettivamente come "il sospettato" e "il coautore" nel rapporto, erano stati dichiarati non colpevoli di cattiva condotta scientifica. Sebbene nessun accordo scritto tra TIRI e JAEA chiarisse le condizioni in cui i campioni erano stati forniti a Ohnuki, l'uso dei filtri e i dati da essi estratti non potevano, di per sé, essere considerati proprietà intellettuale di TIRI. Pertanto, il caso non poteva essere considerato furto o plagio.
L'indagine ha anche concluso che entrambe le istituzioni erano state "negligenti", TIRI per non aver chiarito le condizioni in cui forniva i campioni e JAEA per non aver adottato procedure adeguate per la loro conservazione e smaltimento. Sebbene Ohnuki e Satoshi siano stati scagionati dalle accuse di cattiva condotta, il comitato ha raccomandato che i due ricercatori fossero incolpati dalle loro università per la cattiva gestione dei campioni.
rapporto-del-comitato-di-inchiesta-del-tokyo-institute
La lettera di presentazione del comitato investigativo del Tokyo Tech per il rapporto di tre pagine "sul sospetto di attività di ricerca improprie". Il comitato ha scoperto che né Ohnuki né Satoshi erano colpevoli di cattiva condotta scientifica.
Scagionato ma ancora molestato
Durante l'indagine, Satoshi ha quasi rinunciato a pubblicare l'articolo basato sull'esame dei filtri a Tokyo. Ha detto ai membri del comitato che probabilmente avrebbe ritirato l'articolo, allora "in stampa", da Scientific Reports . Sia i membri del comitato che TIRI erano contenti. "Ma poi ho parlato con Rod [Ewing] e abbiamo fatto qualcosa di intelligente", ha spiegato Satoshi. Non avrebbero ritirato l'articolo; invece, lo avrebbero tenuto "in stampa" fino alla conclusione dell'indagine. Nel febbraio 2018, con il rapporto dell'indagine che scagionava i due coautori in mano, Ewing ha chiesto all'editore di Scientific Reports di rilasciare l'articolo per la pubblicazione. Ma l'editore ha contattato di nuovo TIRI per confermare se il problema fosse stato risolto. "Certo, erano molto arrabbiati perché pensavano che l'articolo fosse già stato ritirato da me", ha detto Satoshi.
Non è chiaro perché, a questo punto, la Tokyo Tech non abbia considerato il problema risolto. Satoshi aveva fornito le foto dei quattro campioni e le immagini autoradiografiche che aveva realizzato nel 2015. La Tokyo Tech avrebbe potuto facilmente confrontare la forma dei piccoli pezzi con i loro filtri associati, nonché la loro distribuzione di hotspot radioattivi dalle immagini per confermare che questi pezzi di campione provenivano dagli stessi filtri dell'aria di Tokyo.
Invece, la Tokyo Tech avviò una campagna di pressione contro Ohnuki e Satoshi per riavere indietro i campioni. (Sembra che il TIRI non vi abbia preso parte.) Sotto la pressione diretta del presidente del suo istituto, Kazuya Masu, Ohnuki restituì gli ultimi campioni che aveva ancora, i campioni da cui aveva tagliato i piccoli pezzi che Satoshi aveva studiato. Ora, Satoshi era l'ultima persona ad avere ancora parti di questi campioni, e Ohnuki stava chiedendo al suo collaboratore di restituirglieli. La Tokyo Tech disse che avevano bisogno di verificare se i piccoli pezzi erano gli stessi campioni che Ohnuki aveva ottenuto dal TIRI.
Satoshi non voleva regalare i campioni. "Queste sono le uniche prove per provare il nostro articolo", ha detto. Satoshi temeva che una volta che la Tokyo Tech avesse ricevuto i campioni, avrebbe affermato che non provenivano dai campioni raccolti a Tokyo il 15 marzo 2011, screditando così il loro studio. Satoshi era anche preoccupato che, una volta inviati i campioni, non sarebbe mai stato in grado di recuperarli. Inoltre, cedere i campioni avrebbe violato le regole della sua università che richiedono la conservazione dei campioni per una possibile rianalisi.
Le madri marciano a Tokyo contro i rischi di esposizione alle radiazioni, cinque anni dopo il disastro nucleare di Fukushima, il 5 marzo 2016. (Foto di Maxime Polleri)
In primo piano
Perché sono necessari ulteriori studi sulle microparticelle ricche di cesio
Sin dalla loro scoperta, avvenuta più di un decennio fa, le CsMP hanno suscitato molto interesse da parte dei radiochimici che ne hanno studiato ampiamente le proprietà chimiche e fisiche. Tuttavia, mentre queste nuove microparticelle sono ormai ben comprese, si sa ancora poco sul loro destino nell'ambiente e sui loro impatti sulla salute umana. Continua a leggere
Le madri marciano a Tokyo contro i rischi dell'esposizione alle radiazioni il 5 marzo 2016.
Foto di Maxime Polleri
Il 6 settembre, l'editore di Scientific Reports chiese di nuovo alla Tokyo Tech se ci fossero novità in merito alla questione. La Tokyo Tech chiese alla Kyushu University di rispondere alla rivista e decise di disimpegnarsi. Il 12 settembre, Satoshi si sentiva impotente e intrappolato, non era sicuro di quanto a lungo avrebbe potuto conservare sia i campioni che il suo lavoro. Fu allora che decise di inviare i campioni a Ewing alla Stanford University.
"Ho inviato tutti i campioni a Stanford", ha detto Satoshi. Satoshi ha inviato i campioni del filtro dell'aria tramite i normali servizi postali "in un pacco UPS". [15] Il 13 settembre, il vicepresidente esecutivo della Kyushu University, Koji Inoue, ha chiamato Satoshi nel suo ufficio e gli ha urlato contro, esortandolo a restituire i campioni. Satoshi ha detto a Inoue che era troppo tardi; aveva già inviato i campioni a Stanford "per ulteriori indagini".
Ora che i campioni erano al sicuro, Satoshi aveva ancora bisogno che il suo articolo venisse pubblicato.
Capendo che la questione era diventata ancora più politica, Satoshi fece un audace tentativo di ultima istanza, inviando una lettera all'allora governatore di Tokyo Yuriko Koike, chiedendole il permesso di pubblicare l'articolo. Satoshi sperava che, poiché la città di Tokyo controlla il Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute, il governatore potesse aiutare a risolvere la questione consentendo la pubblicazione dell'articolo.
A quanto pare la mossa si è ritorta contro di lui.
Poco dopo, Satoshi disse: "Divenne molto difficile per me ottenere finanziamenti per la ricerca. Quello fu l'impatto più grande su di me". Il destino controverso di questo "articolo molto semplice" stava iniziando a pesare sulla sua carriera scientifica.
Mentre il documento rimaneva "in stampa" su Scientific Reports , Andrea Thompson, una reporter di Scientific American che stava preparando un pezzo sui CsMP per l'ottavo anniversario del disastro di Fukushima, contattò Ewing alla Stanford University. Ewing e Satoshi raccontarono al reporter la controversia che circondava il loro documento, anche se non nei dettagli. Verso la fine di febbraio, Thomson contattò l'editore di Scientific Reports per scoprire cosa stava succedendo con il documento.
L'8 marzo 2019, l'editore ha comunicato agli autori che Scientific Reports aveva respinto l'articolo, più di due anni dopo aver ricevuto il primo reclamo. Nella sua lettera di rifiuto, l'editore ha spiegato che la rivista aveva "ora ricevuto ulteriori comunicazioni da TIRI in merito alla proprietà del campione [e] alle rivendicazioni correlate" e ha condiviso le rivendicazioni con i coautori:
Il Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute (TIRI) ha prestato i campioni al dott. Ohnuki del JAERI nel maggio 2012, ma non li ha prestati direttamente al dott. Utsunomiya. Il TIRI ha scoperto solo nel gennaio 2017 che i campioni potrebbero essere stati trasferiti al team di ricerca della Kyushu University.
TIRI non ha ancora identificato il campione descritto nell'articolo di Science Reports come il campione che originariamente TIRI ha prestato al dott. Ohnuki. Pertanto, TIRI non può concordare con la descrizione nell'articolo che il campione proveniva da TIRI.
Era la prima volta che vedevano il linguaggio effettivo del reclamo di TIRI alla rivista. Inoltre, TIRI aveva detto alla rivista che considerava la questione non risolta. Nella lettera di rifiuto, l'editore ha affermato che la rivista non poteva procedere alla pubblicazione mentre era in corso una disputa sulla proprietà del campione e stava quindi "annullando formalmente l'offerta di pubblicazione". L'editore, Marszalek, ha rifiutato di commentare per questa storia.
L'articolo di Thompson su Scientific American è stato pubblicato l'11 marzo 2019, menzionando il fatto che l'articolo era stato respinto (Thompson 2019).
Nel giugno 2019, Satoshi e i suoi coautori hanno pubblicato il loro articolo su arXiv (Utsunomiya et al. 2019), rendendo così pubbliche le scoperte, due anni e mezzo dopo la sua accettazione da parte di Scientific Reports . Il nome di Ohnuki non compare nell'elenco dei coautori dell'articolo su arXiv e Satoshi non ha riconosciuto TIRI per aver fornito i campioni.
ArXiv è un repository online open source in cui i ricercatori possono pubblicare i loro articoli non sottoposti a revisione paritaria prima che vengano pubblicati su una rivista scientifica, una pratica comune nei campi della fisica, della matematica e dell'informatica. Bernd Grambow, uno dei coautori dello studio, ha suggerito di caricare lui stesso il PDF dell'articolo su arXiv per evitare che Satoshi venisse accusato da alcune autorità di aver reso pubblico l'articolo. I coautori hanno concordato.
Pubblicare un articolo su un repository non è l'ideale; i ricercatori hanno bisogno di editori e processi di revisione paritaria per garantire qualità e integrità scientifica. In questo caso, tuttavia, l'articolo era già stato sottoposto al processo di revisione paritaria di una rivista di alto livello ed era stato accettato. Come Ewing aveva detto a Scientific American in merito alla battaglia con Scientific Reports , TIRI e altre istituzioni, "[N]on c'è mai stata, in nessuna delle discussioni, preoccupazione per i nostri risultati scientifici".
Durante la nostra conversazione, Moriguchi ha cercato di minimizzare la novità delle scoperte di Satoshi. "Il fatto che il pennacchio contenente queste microparticelle di cesio sia arrivato a Tokyo non è affatto sorprendente per noi. Sappiamo di questo fattore da una fase piuttosto precoce. ... Il Meteorological Research Institute [aveva] pubblicato che le microparticelle di cesio erano arrivate nell'area di Kanto". Tuttavia, Moriguchi e il suo gruppo di ricerca hanno pubblicato il loro studio che mappava la distribuzione di CsMP nella regione di Kanto, inclusa l'area metropolitana di Tokyo, nel 2021 (Abe et al. 2021), mentre lo studio di Satoshi è stato presentato a una conferenza nel 2016 e pubblicato online nel 2019. Nel loro articolo, Moriguchi e i suoi coautori hanno riconosciuto l'importanza delle scoperte di Satoshi: "Come riportato per la prima volta da Utsunomiya et al. (2019), è un fatto già noto che i pacchi aerei contenenti CsMP di tipo A sono passati sopra la città di Tokyo in un momento imprecisato del 15 marzo. I nostri risultati supportano fortemente il loro rapporto pionieristico".
Dopo che il documento è stato reso pubblico, i ricercatori hanno ricevuto una certa attenzione, ma non la visibilità commisurata alle implicazioni che lo studio ha avuto per la salute pubblica in Giappone. [16] Le tre istituzioni, TIRI, Tokyo Tech e Kyushu University, erano tutte “molto felici”, ha detto Satoshi. “La gente potrebbe pensare che abbiamo perso, ma per me, in realtà abbiamo protetto la scienza”.
L'edificio del reattore dell'unità 3 di Fukushima esplode il 14 marzo 2011. Nippon TV
Armatura esposta in una vista del 2022 della base del reattore sommerso dell'unità 1. La ricerca suggerisce che le microparticelle di cesio sono state create quando il materiale fuso nelle unità danneggiate 1 e 3 ha avuto un impatto sulla base di cemento sottostante del reattore. TEPCO
Nuovi rischi
Nei primi giorni dopo l'incidente di Fukushima, i radiochimici pensavano che la situazione fosse molto diversa da quella di Chernobyl. I tre eventi di danno al nocciolo del reattore di Fukushima erano considerati di bassa energia, il che significa che non si era verificata alcuna esplosione effettiva dei reattori, come nel caso di Chernobyl. Ciò ha portato i radiochimici a supporre che le particelle radioattive probabilmente non fossero uscite dai reattori o, almeno, non in grandi volumi. Gran parte della prima ricerca post-incidente, quindi, si è concentrata sull'approccio tradizionale dei radiochimici ambientali di raccogliere suoli e sedimenti, effettuare analisi in blocco e imparare da ciò.
Fu solo dopo che gli scienziati scoprirono l'esistenza di microparticelle ricche di cesio che i ricercatori, tra cui Satoshi, si resero conto che le particelle erano state effettivamente espulse dai reattori. Gareth Law, un radiochimico dell'Università di Helsinki che incontrò per la prima volta Satoshi alla Goldschmidt Conference nel 2016, mi disse che forse era troppo ingenuo all'inizio della sua ricerca su Fukushima. Law arrivò a questa ricerca grazie al suo background in radioattività ambientale nel Regno Unito. "Abbiamo avuto un incidente nucleare presso l'impianto di Windscale negli anni '50 e abbiamo una lunga storia di materiali scaricati da Sellafield [il nuovo nome del sito nucleare di Windscale] nel Mare d'Irlanda, che hanno portato particelle radioattive a tornare sulle spiagge e sulle saline britanniche e così via". Come molti altri radiochimici, Law era interessato a scoprire come le sue precedenti tecniche di studio potessero essere applicate alla ricerca su Fukushima. All'epoca, le CsMP erano state appena scoperte e non si sapeva ancora se fossero state prodotte nei reattori o se il cesio sospeso si fosse semplicemente condensato attorno alle particelle sospese nell'aria già presenti.
Tuttavia, man mano che i ricercatori progredivano nella comprensione delle caratteristiche e delle proprietà uniche dei CsMP, si resero conto che sono molto diversi dal concetto generale di cesio radioattivo rilasciato nell'ambiente come forme solubili. La caratterizzazione delle microparticelle richiedeva tecniche diverse. "Guardando indietro ora, ci si rende conto che ci vuole molto tempo per confermare queste cose", ha affermato Law.
Poiché fino a poco tempo fa erano sconosciuti, i CsMP pongono nuovi rischi, ancora poco considerati dalla comunità scientifica e dalle autorità pubbliche.
Una volta formato, il cesio 137 radioattivo ha un'emivita di circa 30 anni, dopodiché metà dei nuclidi sarà decaduta in bario 137 stabile, mentre l'altra metà rimarrà radioattiva. I CsMP tendono ad accumularsi, formando hotspot che contengono molte delle particelle. [17] Hotspot delle microparticelle sono stati trovati all'interno e all'esterno di edifici abbandonati nella zona di esclusione di Fukushima e in altri luoghi (Fueda et al. 2023; Ikenoue et al. 2021; Utsunomiya 2024a). "In realtà sono presenti in gran numero in molti luoghi, ed è allora che iniziano a sorgere i problemi di salute", ha affermato Law. Nonostante il loro grande numero e i potenziali rischi, gli hotspot di CsMP non sono stati sistematicamente mappati intorno a Fukushima. "Quando abbiamo visitato la zona di esclusione, potevamo ancora vedere alcuni hotspot sul ciglio della strada senza alcuna protezione", ha affermato Satoshi. "Non dovremmo poter accedere liberamente a questo tipo di punti caldi."
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Satoshi rileva le radiazioni nella zona di esclusione di Fukushima. Per gentile concessione di Satoshi Utsunomiya
Poiché le CsMP sono così piccole, in genere di due micron o meno di diametro, se gli esseri umani le respirassero, potrebbero potenzialmente raggiungere il fondo del polmone e depositarsi in sacche note come alveoli, dove il polmone generalmente non riesce a espellerle. [18] Gli scienziati non sanno cosa accadrebbe in quel caso. Ad esempio, una tipica risposta del sistema immunitario consisterebbe in una sorta di meccanismo di eliminazione che cerca corpi estranei e cerca di avvolgerli o dissolverli. Ma non si sa ancora esattamente come le CsMP si dissolverebbero nei fluidi polmonari.
La maggior parte delle conoscenze sulla respirazione e sulle particelle radioattive si basa sul presupposto che le particelle si dissolvano, e i ricercatori hanno calcolato i tassi di dissoluzione nel corpo umano. Ma poiché le CsMP non si dissolvono facilmente, una volta inalate, probabilmente rimarranno più a lungo nel corpo umano. I ricercatori ritengono che, poiché le CsMP sono così lente a dissolversi, potrebbero rimanere molto più a lungo, sicuramente per diversi mesi, forse di più, nel corpo, rispetto alle ore o ai giorni del cesio sospeso. [19]
Per unità di massa, le CsMP sono molto più radioattive persino del combustibile esaurito del reattore. Alcuni ricercatori dell'Agenzia giapponese per l'energia atomica hanno dimostrato che le cellule coltivate esposte alle radiazioni delle CsMP sospese mostrano un impatto locale più forte rispetto a quanto noto da precedenti studi di simulazione radiologica che utilizzano radionuclidi solubili (Matsuya et al. 2022). Gli scienziati stanno solo ora vedendo alcune prove emergenti che la natura puntiforme della radioattività delle CsMP potrebbe causare danni ai sistemi cellulari. Ciò è qualitativamente diverso dalla stima convenzionale della dose di radiazione interna a livello di organo basata sull'esposizione uniforme al cesio solubile.
Nonostante i nuovi rischi che i CsMP potrebbero comportare, lo studio dei loro impatti ha ricevuto scarso interesse.
Quasi sei anni dopo la sua pubblicazione, non è chiaro se il documento di Satoshi sui CsMP sui filtri dell'aria di Tokyo abbia avuto un impatto significativo sulla ricerca condotta presso università e istituti giapponesi. "Non c'è nessuno che se ne occupi davvero", ha detto Grambow. "Oggi, le microparticelle sono di buon senso. Tutti sanno che ci sono molte microparticelle vicino a Fukushima. Inoltre, la JAEA sta studiando queste microparticelle e cerca di analizzarle meglio. ... Ci sono molte pubblicazioni su questo. Ma non è necessariamente il caso del trasporto di [CsMP] fino a Tokyo. Ci sono alcune pubblicazioni. Ma [quella di Satoshi] riguardava filtri reali [dalla città]".
Molti dei CsMP arrivati nella città di Tokyo il 15 marzo 2011, probabilmente sono stati spazzati via dalla pioggia, scaricandosi nel sistema fognario della città e poi nell'oceano. Ma nei giorni e nelle settimane che hanno seguito l'incidente di Fukushima, molti cittadini di Tokyo potrebbero aver inalato microparticelle. Inoltre, molti hotspot di CsMP sono ancora sparsi nella zona di esclusione di Fukushima.
Un primo piano dell'autoradiografia raffigurata all'inizio di questo articolo. Punti caldi di cesio radioattivo come questo compaiono nei campioni di terreno prelevati dalla zona di esclusione di Fukushima. Satoshi Utsunomiya / Goldschmidt
Satoshi e Law sono due dei pochi scienziati che cercano di scoprire l'entità degli impatti sulla salute dei CsMP, nonostante il loro potenziale di essere prodotti in qualsiasi incidente nucleare durante il quale si verifica un'interazione nucleo fuso-calcestruzzo. [20] Ma hanno incontrato difficoltà nel finanziare la loro ricerca. "Un problema in molti paesi è che le agenzie di finanziamento non finanziano cose che sono molto applicate all'industria nucleare", ha affermato Law. "Le agenzie di finanziamento credono che l'industria nucleare dovrebbe finanziare quel tipo di ricerca, e ti ritrovi tra l'incudine e il martello. L'industria nucleare probabilmente non vuole finanziare cose che sono percepite come aventi una probabilità molto bassa che si verifichi un incidente". [20a]
Satoshi e i suoi collaboratori stanno comunque conducendo la ricerca. "Una volta che inizi a fare domande e a fare scoperte, allora non dovresti più smettere di chiedere", ha detto Law. "Segui la scia delle prove".
È difficile spiegare con certezza i motivi dietro la feroce controversia che ha circondato il paper di Satoshi sui filtri dell'aria di Tokyo. Satoshi era così spinto dalla curiosità scientifica da aver saltato alcuni dei principi fondamentali di etica e proprietà? Ohnuki era troppo ingenuo nel mostrare la prestampa del paper ai due professori che erano palesi concorrenti? Moriguchi voleva davvero risolvere la disputa come mi ha detto o voleva interrompere questa pubblicazione in modo che il suo gruppo di ricerca potesse essere il primo a riferire sulle microparticelle ricche di cesio nei filtri dell'aria di Tokyo? Tokyo Tech e Kyushu University erano troppo zelanti nell'indagare sui loro stessi dipendenti, Ohnuki e Satoshi, sulla base di accuse mosse da un'altra istituzione? Il direttore di una rivista scientifica era troppo cauto nel non rilasciare il paper accettato per la pubblicazione dopo che Ohnuki e Satoshi erano stati scagionati da ogni illecito? Il TIRI era davvero preoccupato per la proprietà e l'origine dei campioni di Tokyo o era più preoccupato per l'enorme crisi di pubbliche relazioni che si sarebbe verificata se il documento fosse stato pubblicato prima delle Olimpiadi estive del 2020 a Tokyo?
In breve, è stata una qualche forma di cospirazione o solo una sfortunata catena di eventi che ha impedito che la vera portata delle ricadute radioattive a Tokyo venisse resa nota al pubblico? La risposta è tutt'altro che ovvia. Forse include un po' di tutte queste considerazioni.
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Liz Sikes, presidente della Geochemical Society, consegna il Clair C. Patterson Award a Satoshi Utsunomiya alla conferenza Goldschmidt di Chicago, il 19 agosto 2024, in riconoscimento del suo contributo alla comprensione delle microparticelle di cesio. Gaël Kazaz / Goldschmidt
La rivendicazione di Satoshi
Dopo che il documento di Tokyo fu reso pubblico, Satoshi e Ohnuki continuarono a collaborare alla ricerca finché Ohnuki non si ritirò dal Tokyo Tech qualche anno dopo. Ohnuki non rispose alle numerose richieste di commento.
Sakurai, che ha avviato la denuncia alla rivista scientifica, si è trasferito dal TIRI alla Tokyo Metropolitan University e si è ritirato qualche anno dopo. Nagakawa, che ha dato i campioni a Ohnuki, è ancora impiegato presso il Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute. Sakurai e Nagakawa non hanno risposto alla mia richiesta di commento.
Moriguchi, il famoso professore dell'Università di Tokyo che aveva visitato Ohnuki e ottenuto la pre-stampa del documento su Tokyo e le microparticelle ricche di cesio, ha detto durante la nostra conversazione che aveva cercato di risolvere la questione tra il gruppo TIRI e Satoshi e di far pubblicare il documento. Anche se Ohnuki e Satoshi sono stati ufficialmente scagionati dall'accusa di cattiva condotta, Moriguchi ha continuato ad affermare che "l'atteggiamento del Prof. Ohnuki nella gestione del campione di filtro fornito da TIRI era contrario all'etica della ricerca e, se il documento fosse stato pubblicato [su] Scientific Reports , avrebbe potuto essere ritirato, su richiesta di TIRI. Volevo impedire un processo così infelice per il gruppo del Prof. [Satoshi] Utsunomiya". Moriguchi si è ritirato dall'Università di Tokyo nel 2021. Ora è vicepresidente del National Institute for Environmental Studies del Giappone a Tsukuba, dove ha essenzialmente un ruolo di governo. Moriguchi e Satoshi non si sono mai incontrati di persona.
Satoshi continua a studiare attivamente le CsMP e presenta regolarmente i suoi risultati alla Goldschmidt Conference e pubblica i suoi risultati su riviste scientifiche. Lui e i suoi collaboratori lavorano senza sosta per comprendere meglio il destino delle CsMP nell'ambiente e i loro impatti sulla salute umana. Nel 2024, Satoshi ha ricevuto il premio Clair C. Patterson Award della Geochemical Society in riconoscimento dei suoi contributi innovativi alla comprensione delle CsMP. [21]
"Sento che la nostra perseveranza ha dato i suoi frutti", mi ha detto Satoshi. "Il Patterson Award ha per me un significato molto più grande del Nobel Prize. La ricerca di Patterson [sulla contaminazione da piombo] ha aiutato il mondo, mentre l'invenzione di Nobel [della dinamite] ha ucciso milioni di persone".
Note:
[1] Le Olimpiadi estive del 2020 sono state posticipate al 2021 a causa della pandemia di COVID-19.
[2] Ottenere campioni non era insolito, mi ha detto in un'intervista Satoshi, il radiochimico dell'Università di Kyushu che in seguito ha studiato i campioni: "Subito dopo l'incidente di Fukushima, tutto era caotico. Le persone cercavano di promuovere molte ricerche sull'incidente di Fukushima. Quindi a quel tempo era facile ottenere campioni anche da Tokyo".
[3] I conteggi al minuto sono una misura standard del tasso di rilevamento delle radiazioni ionizzanti corrispondente al numero di particelle emesse rilevate al minuto.
[4] Satoshi aveva appreso questa tecnica avanzata durante i suoi anni di post-dottorato presso l'Università del Michigan, dove ha studiato con l'esperto di materiali nucleari Rod Ewing. Ewing si è successivamente trasferito al Center for International Security and Cooperation dell'Università di Stanford ed è diventato membro del Consiglio scientifico e di sicurezza del Bulletin.
[5] I rapporti isotopici sono firme uniche utilizzate per tracciare l'origine dei pennacchi di radiazioni rilevati nell'ambiente, provenienti da incidenti nei reattori o esplosioni di armi nucleari. Il cesio 134 e 137 sono due forme radioattive di cesio prodotte durante le reazioni di fissione in un reattore nucleare, con emivite rispettivamente di 2,1 e 30 anni.
[6] Un micron è un millesimo di millimetro o un milionesimo di metro.
[7] Un angstrom è un'unità di lunghezza pari a un centomilionesimo di centimetro. Per fare un confronto, un atomo di idrogeno ha una larghezza di circa 1,1 angstrom.
[8] Questi sottili fogli sono stati realizzati utilizzando un fascio di ioni focalizzato (FIB), una tecnica di precisione su scala nanometrica in cui un fascio di ioni finemente focalizzato viene utilizzato per rilevare un'area di interesse in un campione, estrarla e prepararla per l'analisi TEM. Un nanometro è un miliardesimo di metro.
[9] Nel novembre 2015, Nagakawa contattò di nuovo Ohnuki, insistendo affinché restituisse i campioni mancanti. Ohnuki spiegò di nuovo che non riusciva a trovarli. All'inizio del 2016, Ohnuki si ritirò dalla JAEA e divenne professore al Tokyo Institute of Technology, noto anche come Tokyo Tech.
[10] Vedere,
https://www.youtube.com/watch?v=aPDvRYK_3pU (al minuto 48:05). Durante la sessione di domande e risposte dopo la sua presentazione, alcuni ricercatori si chiesero se i metodi ad alta risoluzione di Satoshi per rilevare il cesio fossero necessari. "I metodi esistenti non sono abbastanza buoni per rilevare queste particelle?" chiese un partecipante. Satoshi spiegò che la microscopia elettronica convenzionale sarebbe stata sufficiente per rilevare i CsMP. Ma per comprendere il loro comportamento nell'ambiente e nel corpo umano, a volte a concentrazioni molto basse, gli scienziati avevano bisogno di queste tecniche ad alta risoluzione. Satoshi sottolineò la necessità che altri gruppi di ricerca utilizzassero queste nuove tecniche. Ewing, allora professore alla Stanford University e collaboratore di Satoshi, avrebbe poi detto della ricerca di Satoshi sui CsMP a Tokyo: "È molto difficile trovare e caratterizzare queste particelle. Considerando l'intera letteratura e gli sforzi di altri e del nostro team, i risultati sono impressionanti. È raro avere sia la caratterizzazione TEM che i dati isotopici" (vedi Brown 2019).
[11] L'articolo accettato sui filtri dell'aria di Tokyo ricevette il numero di manoscritto SREP-17-16385A.
[12] Moriguchi guidò un gruppo di ricerca sulla modellazione della dispersione atmosferica e l'ecologia industriale. Nonostante non fosse un radiochimico, era interessato allo studio della radioattività ambientale del disastro di Fukushima. Alla conferenza Goldschmidt del 2016, tre giorni dopo il discorso plenario di Satoshi, Moriguchi e un gruppo di altri ricercatori di Tokyo hanno presentato un documento che mappava la distribuzione spaziale e temporale dei radionuclidi atmosferici dai reattori utilizzando la rete di monitoraggio dell'inquinamento atmosferico del Giappone orientale, inclusa quella dell'area metropolitana di Tokyo (Tsuruta et al. 2016). Il gruppo di Moriguchi avrebbe riferito sulla distribuzione di CsMP in quell'area solo nel 2021 (Abe et al. 2021).
[13] Moriguchi ha spiegato che uno è il gruppo di Satoshi e l'altro gruppo è composto dai professori Nakai e Abe della Tokyo University of Science, così come da Adachi e Igarashi del Meteorological Research Institute. "Siamo nello stesso gruppo".
[14] Moriguchi non è d'accordo sul fatto che non fosse necessario un accordo. "Quando utilizziamo materiali, come filtri forniti da altri, prima di pubblicare il risultato, dobbiamo ottenere il consenso del fornitore", ha affermato. "Credo che questo sia il buon senso dei ricercatori". Nel 2003, un ricercatore giapponese ha proposto l'uso sistematico in Giappone di un Material Transfer Agreement, un contratto che gestisce il trasferimento di materiali di ricerca che sono oggetto di ulteriori ricerche da parte di un'altra istituzione (Hirai 2003). L'accordo è pensato per facilitare la collaborazione tra industria, mondo accademico e governo, sebbene l'autore abbia riconosciuto che finora in Giappone erano stati utilizzati pochissimi accordi di questo tipo, "specialmente nel campo accademico".
[15] I pezzi da un centimetro quadrato e le sottili lamine TEM non erano radioattivi abbastanza da richiedere una schermatura speciale, ha detto Satoshi. Contenevano solo un piccolo numero di CsMP ciascuno.
[16] Moriguchi ha detto che il pubblico era stato informato sulle microparticelle ricche di cesio a Tokyo. "Anche allora, sono stato intervistato, e persino la TV NHK ha trasmesso tali questioni. Quindi anche i residenti di Tokyo sono a conoscenza di questo fatto, ma non c'è una forte reazione contro questo". Non è chiaro quali informazioni siano state fornite ai residenti di Tokyo sui rischi specifici delle CsMP, dato che il loro impatto esatto sulla salute non è ancora ben noto.
[17] A causa delle loro dimensioni relativamente grandi, le CsMP non migrano facilmente nell'ambiente. Ad esempio, è stato scoperto che le CsMP rimangono nei primi cinque centimetri del terreno. Inoltre, le CsMP non reagiscono facilmente con i minerali nell'ambiente a causa della loro forma vetrosa, simile a una capsula.
[18] I punti caldi di CsMP potrebbero rappresentare rischi significativi perché rendono grandi quantità di particelle altamente radioattive prontamente disponibili per l'inalazione. Le particelle inferiori a cinque micron possono penetrare fino al fondo del polmone, in sacche note come alveoli. Una volta lì, è estremamente difficile per le particelle uscire di nuovo. Dopo aver respirato le particelle per la prima volta, le cellule ciliate che compongono i tessuti delle parti superiori del polmone causano starnuti o tosse, espellendo così queste particelle dalle vie aeree. Se le particelle scendono più in profondità, le cellule che producono muco cercheranno di spingere il materiale di nuovo su nel sistema digerente o abbastanza in alto da consentire alla persona di soffiarsi il naso o tossire. Nella parte più bassa del sistema polmonare, tuttavia, non esiste un meccanismo di protezione naturale che possa trasportare il materiale fuori.
[19] Il lavoro con ratti esposti a particelle di biossido di uranio inalate ha dimostrato che sono possibili tempi di residenza molto lunghi (Morris, Khanna e Batchelor 1990; Morris, Townsend e Batchelor 1989). La ricerca del gruppo di Satoshi sulla dissoluzione delle CsMP e la semplice modellazione mostra possibilità di esistenza pluriennale (Suetake et al. 2019). Ma "questo lavoro è semplicistico nel grande schema; è necessario più lavoro su modelli più realistici per dire qualcosa con sicurezza", ha spiegato Law. "La ricetta per l'esposizione e i lunghi tempi di residenza ci sono, ma il lavoro per dimostrare il rischio deve ancora essere svolto correttamente".
[20] Nel 2019, Moriguchi ha contribuito a finanziare uno studio per stimare la dose interna delle CsMP (Manabe e Matsumoto 2019). Lo studio si basava su simulazioni Monte Carlo di un modello stocastico del possibile percorso delle CsMP in tutto il corpo umano per stimare la possibile probabilità di dosi interne. Lo studio non includeva esperimenti in vitro o in vivo ed è stato condotto prima che le proprietà fisiche e chimiche delle CsMP diventassero note. La ricerca di Satoshi e Gareth Law mostra che lo studio degli impatti sulla salute dei CsMP richiede uno sforzo multidisciplinare da parte di chimici, geochimici, radiochimici e tossicologi, nonché l'accesso a tecniche avanzate per la caratterizzazione dei CsMP nei modelli biologici (Suetake et al. 2019).
[20a] NdT. È interesante notare che gli scienziati nel secolo scorso tranquillizzavano la gente dicendo che un incidente tipo Fukushima poteva accadere "una volta ogni 250mila anni", invece di una ogni venticinque anni come tra Cernobyl [1986] e Fukushima [2011]... La scienzah...
François Diaz-Maurin è il redattore associato per gli affari nucleari del Bulletin of the Atomic Scientists. In precedenza, Diaz-Maurin è stato MacArthur Foundation Nuclear Security Visiting Scholar presso il Center for International Security and Cooperation (CISAC), Stanford University, e Marie Sklodowska-Curie Fellow della Commissione Europea. È stato consulente scientifico per i membri del Parlamento Europeo su questioni nucleari ed è un membro fondatore della rete Emerging Leaders in Environmental and Energy Policy (ELEEP) dell'Atlantic Council, Washington D.C. e dell'Ecologic Institute, Berlino.
Prima di entrare nel mondo accademico, Diaz-Maurin ha trascorso quattro anni come ingegnere di ricerca nel settore nucleare a Parigi, Francia e Boston, MA. Lì, ha lavorato alla progettazione di sicurezza di nuovi reattori e di un impianto di trattamento per vetrificare i rifiuti dei serbatoi di Hanford dalla produzione di armi nucleari della Seconda Guerra Mondiale e della Guerra Fredda.
Diaz-Maurin ha ricevuto una formazione multidisciplinare in ingegneria civile (B.Sc./M.Sc., University of Rennes 1, 2004/2007, entrambi con lode), scienze ambientali e della sostenibilità (Ph.D., Universitat Autònoma de Barcelona, 2013, summa cum laude e premio "Extraordinary Ph.D.") e materiali nucleari, geochimica dei radionuclidi e sicurezza nucleare (formazione post-dottorato, Stanford University, 2017-2019).
Diaz-Maurin legge, scrive e parla francese, inglese, spagnolo e catalano. Fuori dall'ufficio, è un amante della musica classica e un violoncellista dilettante.
Vive a Barcellona, in Spagna.
