作者约瑟夫·麦克莱恩，威廉玛丽学院 在伽马射线实验室:地质学家保罗·沃兰特(左)和吉姆·卡斯特在大流行前的时期工作，准备蜂蜜样本来检测铯-137的存在，铯-137是冷战时期炸弹试验的放射性遗迹
信用:约瑟夫·麦克莱恩 这项工作始于2017年，是威廉和玛丽大学新生研讨会成员的春假任务，出人意料地发展成为对美国东部蜂蜜中放射性同位素存在的严肃调查
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这种同位素是铯-137，是冷战时期原子弹试验的遗迹
吉姆·卡斯特是该大学地质系的副教授，他报告说，从缅因州到佛罗里达州的122份蜂蜜样本中，有68份显示出不同含量的铯-137
切尔诺贝利和福岛核事故后，食品中的铯-137污染引起了人们的关注，但卡斯特说，他在蜂蜜中发现的铯-137水平远低于核电站灾难后促使当局从市场上撤出食品的水平
“我不是想告诉人们不应该吃蜂蜜
我给我的孩子喂蜂蜜，”卡斯特说
“我现在比我开始这个项目时吃的蜂蜜还多
" 这项研究发表在《自然通讯》杂志的“现代蜂蜜中的炸弹137铯揭示了植物对污染物循环的区域性土壤控制”
合著者是安德鲁·J
马里兰大学环境科学中心的埃尔默和保罗·沃兰特20岁，他是揭露这一现象的150学院研讨会的成员
多步假设 卡斯特提出了一个多步骤假设，说明铯-137是如何移动了很远的距离——甚至穿越了太平洋——最后被装在美国东海岸蜂箱里的蜂蜜罐里的
这个假说也解释了为什么铯-137在某些地区比其他地区更容易出现
铯-137是铀-钚裂变的副产品，铀-钚裂变是美国进行氢弹试验爆炸的沉降物的一部分
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和苏联，从新墨西哥州和内华达州到马绍尔群岛和俄罗斯北极群岛新地岛
炸弹测试的规模各不相同，卡斯特说，不可能确定在任何地区产生铯-137的精确炸弹，更不用说任何特定的蜂蜜罐了
“但我们知道，太平洋和俄罗斯场地的铯-137产量是新墨西哥州和内华达州爆炸产量的400多倍，”他说
“一枚俄罗斯炸弹，沙皇炸弹，比内华达州和新墨西哥州的所有试验加起来还要强大50多倍
" 卡斯特解释说，在测试地点附近没有落到地球上的东西会飘到大气层的高处——如果发生更大的爆炸，会飘到平流层
盛行风把铯带到了东方，直到同位素被美国东部的大量降雨带到了地球
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卡斯特对单一来源蜂蜜的研究显示了一些趋势
例如，来自弗吉尼亚皮德蒙特的蜂蜜样品实际上不含铯
相比之下，来自北卡罗来纳州南部的蜂蜜通常显示铯-137的存在
佛罗里达蜂蜜特别“辣”
" 铯的含量从弗吉尼亚北部混合而来，但奇怪的是，在缅因州又开始出现了
“我和缅因州的一个养蜂人谈过了，他告诉我他们把蜂箱送到南方过冬，”卡斯特说
“缅因州对蜜蜂来说太冷了
" 这是土壤化学 由于铯是通过降雨带到地球上的，所以年降雨量最高的地区会生产掺有铯的蜂蜜是有道理的
但事实并非如此
合作者发现，铯和蜂蜜之间联系的秘密在于土壤化学，尤其是钾的含量
研究人员将蜂蜜样本绘制在地图上，显示每个县的钾含量
他们发现了一个明确且相反的相关性:掺铯的蜂蜜来自低钾土壤，比如那些盛行于卡罗莱纳州的低钾土壤
“钾是植物的重要营养物质，”他说
“钾和铯原子看起来非常相似
" 卡斯特解释说，寻找钾的植物吸收了铯，并补充说，在土壤富含钾的地方，这种替代不会发生
但是在低钾土壤中，植物吸收了似乎是次好的东西，通过花蜜传给蜜蜂
蜜蜂在制蜜过程中生物放大铯
蜂蜜探测器起源于GEOL 150:放射性污染
卡斯特说，他意识到他的学生——甚至可能是他学生的父母——没有经历过原子弹爆炸的焦虑、炸弹测试和随后的学校民防演习
他想出了一个实际的演示，向全班展示原子弹时代还在延续——在我们的食物中
他给学生们布置了一个春假任务:带回一些当地采购的食物
学生们从不同的地方带回了各种各样的食物
苹果、枫糖浆、山核桃、啤酒花
保罗·沃兰特代表一个伙伴从佛罗里达带回柑橘:“我付了橘子的钱
" 研讨会成员用卡斯特的伽马探测器测试他们的食物中铯-137的存在
卡斯特·何的结果很有启发性，“这里有一点铯的味道，那里有一点铯的味道”，直到一个样本显示同位素的含量是其他样本的100多倍
它来自一罐从北卡罗来纳州农贸市场获得的蜂蜜
“我又测量了一次，因为我认为容器出了什么问题，或者我的探测器疯了
我复制了测量结果
它比其他任何食物都热100倍
" 蜂蜜探索开始了 在约瑟夫·J .的支持下，卡斯特在美国东部大部分地区发起了一项蜂蜜搜索
普卢梅里杰出教师奖，由教务长威廉玛丽办公室资助
他让保罗·沃兰特去工作
“基本上，我是从寻找蜂蜜生产商开始的，”沃兰特说
“我需要证实他们是当地的小规模蜂蜜生产商
所以我会给他们发邮件
我们会点它，一旦它到了这里，我们通常会把它倒入这个150毫升的培养皿中
" 瓦兰特在大学一年级时就参与了蜂蜜工程的底层工作，并在威廉玛丽大学及其后的四年中一直坚持不懈
毕业后，沃兰特被聘为地质系技术员；他现在正准备攻读博士学位
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宾夕法尼亚州立大学的项目
他主修地质学和化学，他说这两个专业的结合很好地帮助他寻找博士项目
“是博士
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他说
“这实际上是地球化学——在地质背景下应用化学
" 他在《自然通讯》的一篇论文中被列为合著者，这也没有影响他申请宾夕法尼亚州立大学
沃兰特从新生研讨会的参与者平稳地过渡到实验室的合作者和合著者
蜂蜜一到伽马实验室，事情就变得棘手了
沃兰特遇到了蜂蜜使用者在家里遇到的同样的问题:倒得整整齐齐，却没有把蜂蜜洒得到处都是
他开发了一种减轻混乱的技术
“老实说，对我有效的是:因为蜂蜜非常粘稠，一旦你开始倒它，就会有一个延迟，”他解释说
“当你倒水的时候，一切都会立刻发生
但是蜂蜜滞后太多，你可以开始倒，然后做一个小翻转
" 一旦蜂蜜样本安全地放在培养皿中，它就会进入伽马射线探测器几天
探测器记录了铯-137衰变时发射的伽马粒子的相互作用
瓦兰特在威廉玛丽大学读本科期间一直和凯特一起工作
他的高级荣誉论文集中在相关的同位素镅-241上
卡斯特解释说，镅-241是一种“钚子体”，是炸弹裂变的产物，就像铯-137一样
“镅-241几乎无处不在，”卡斯特说
它的浓度比铯低
但是它不会被植物吸收，所以镅-241不会被蜂蜜吸收
" 卡斯特说，植物对镅-241的漠不关心，加上同位素的半衰期约为400年，这使得它对瓦兰特和其他对沉积物年代测定感兴趣的环境地质学家很有价值
主要的辐射污染物 但他补充说，铯-137的半衰期约为30年，即使在原子弹试验结束60年后，它仍是环境中电离辐射污染的主要形式
卡斯特指出，美国东部地区铯-137污染的主要来源
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这些是炸弹试验，而不是核电站事故
《自然通讯》的论文指出，铯-137渗入人类饮食已经成为一个令人担忧的问题有一段时间了
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从冷战时期到20世纪80年代，政府对牛奶进行了广泛的铯-137和其他放射性核素的检测
他说，他发现了牛奶测试的记录，这些记录一直显示佛罗里达的样品污染水平较高
卡斯特说，没有记录表明牛奶中铯-137含量过高，他重申他对蜂蜜的研究不应该引发对人类消费的担忧
但是昆虫可能完全是另一回事
“我们今天看到的只是20世纪60年代和70年代辐射的一小部分，”他说
“我们不能确定铯-137是否与蜂群衰竭或人口减少有关
" 卡斯特说，他希望蜂蜜的工作说明了环境污染物的长寿命，特别是污染物在环境中循环的不可预测的方式
他说，铯-137是一种“遗留污染物”，伴随着我们的是每30年一次的核衰变
他补充说，这是一个向虚拟消失点缓慢移动的过程，除非其他一些裂变事件将另一剂量的同位素引入环境
得了麻疹？ 地质学家吉姆·卡斯特正在寻找更多的蜂蜜来测试铯-137的存在
他的要求: 单一来源的蜂蜜，不是混合的
蜜蜂浏览的植物信息
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