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Cinq histoires de SF sur la façon de faire face à des catastrophes planétaires inattendues

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Cinq histoires de SF sur la façon de faire face à des catastrophes planétaires inattendues

J’ai récemment lu et apprécié le génie de Cody J Shakespeare et Jason H Stephen. »Jour et nuit : habitabilité des planètes en orbite intermittente. Ils expliquent que les planètes potentiellement habitables en orbite autour d’étoiles naines rouges doivent être suffisamment proches de leur soleil pour être bloquées par les marées –Explication ici– Ce sera impératif. Les naines rouges sont le type d’étoile le plus courant, et il s’ensuit que les mondes fermés par les marées pourraient être le type le plus courant de monde habitable. La vision traditionnelle est que Étalonnage de côté, l’orientation d’un monde fermé par les marées par rapport à son soleil serait très stable sur de longues périodes. D’où l’ancienne notion selon laquelle tous les volatils se solidifieraient et percoleraient inévitablement du côté de la nuit pour toujours (ce n’est pas vraiment le cas, même une atmosphère mince peut étonnamment bien transférer la chaleur).

Le modèle de Shakespeare et Stephen propose que, dans certaines conditions, les mondes fermés aux marées puissent « basculer », se réorientant de sorte que ce qui était autrefois la nuit devienne le jour, et ce qui était autrefois éclairé est maintenant l’ombre. Cela s’accompagnera d’un changement climatique inhabituel. Encore plus impressionnant, cela se produira sur de courtes échelles de temps, même selon les normes humaines.

Bien que ce soit une terrible nouvelle pour quiconque vit sur un monde en orbite autour d’une naine rouge, surtout s’il ne veut pas adapter son agriculture de la chaleur du désert au froid antarctique du jour au lendemain, ce type de processus est une aubaine pour les auteurs de San Francisco. Il suffit de transplanter une société humaine dans un tel monde (peut-être parce que les humains ne croient plus à la diligence raisonnable, ou parce qu’ils ont été escroqués, ou parce qu’ils n’avaient pas d’autre choix), ils s’organisent chaleureusement et regardent le complot qui s’ensuit. écrit pratiquement lui-même. Ou il le ferait, une fois que les nouvelles du journal se seraient infiltrées dans la société de la ville de San Francisco.

Si le scénario de Shakespeare et Stephen est peut-être nouveau, les écrivains de San Francisco n’ont pas déçu lorsqu’il s’est agi d’imaginer des scénarios qui modifient radicalement et rapidement l’habitabilité de la planète. Considérez ces cinq classiques.

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L’année où la poussière d’étoile est tombée de Raymond F. Jones (1958)

La Terre est passée dans l’histoire récente Zombi coupable– plusieurs fois – avec peu d’effet. Cependant, le jeune scientifique Ken Maddox est inexplicablement inquiet. C’est vrai, car la poussière qui s’infiltre dans l’atmosphère terrestre est sans précédent depuis l’avènement de la civilisation robotique.

À travers la Terre, des fragments métalliques adjacents fusionnent. Les machines complexes cessent de fonctionner. La civilisation technologique s’est arrêtée. Le monde autrefois industriel est confronté à la famine et pire encore. Kane et ses collègues scientifiques se précipitent pour trouver une solution, mais peuvent-ils réussir avant que des milliards ne meurent ? en un mot non.

Cela ressemblerait beaucoup à un travail de SF moderne dans lequel la technologie s’arrête soudainement en raison de phénomènes naturels ou magiques et la société s’effondre. Est-il dérivé ? Notez la date de publication : s’il y a une influence, c’est de Jones aux auteurs contemporains.

« Tindar-B » de Patrick J. Conner (Collecté à Bravo #21976)

Équipage du statoréacteur Bussard Plantation Ils sont une sorte d’explorateur passionné dont le test atmosphérique consiste à ouvrir un sas pour voir si l’atmosphère planétaire les tue. Cependant, lorsque certains documents deviennent disponibles concernant : le monde mystérieux de l’étoile G9-V, Plantationl’équipage les consulte. Hélas, l’entrée est laconique, pléthorique et dérangeante :

« … depuis l’orbite. Horrible. Aucun survivant. »

La sage décision serait d’arrêter avant de découvrir quelles particularités locales ont massacré les premiers explorateurs. Comme on peut s’y attendre d’un essai atmosphérique, le PlantationLe casting choisit l’option plus audacieuse d’attendre et de voir.

Oui, cette histoire présente essentiellement que Quête Galactique Scène Joué complètement droit. Je suppose que les vaisseaux spatiaux sont très bon marché et que les équipages sont nombreux et durables. Sinon, seuls les types prudents seront choisis pour l’équipage.

hestia de CJ Cherryh (1979)

Des éclaboussures de négativité ont averti les colons humains d’Hestia que la vallée choisie n’était pas adaptée à la colonisation. Les colons ont ignoré les conseils. Catastrophe après catastrophe, la petite communauté se dirigeait sans relâche vers l’extinction.

Les colons sont convaincus que le barrage résoudra tous leurs problèmes. Sam Merritt, qui a été embauché pour construire ledit barrage, est sûr que les colons se trompent. Les colons prennent des mesures pour s’assurer que Sam n’a d’autre choix que d’essayer. À l’insu de Sam ou de ses employeurs : Hestia a des citoyens dont les terres seraient inondées si un barrage était construit. Le dessein insensé des colons peut conduire à des guerres entre espèces.

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Bien que ce qui précède puisse donner l’impression d’un court roman avec des personnages sympathiques et crédibles, ce n’est pas le cas. Sam est assez raisonnable, tout comme Saji, l’extraterrestre avec qui Sam se lie d’amitié. Malheureusement, les décisions politiques sont prises par des imbéciles trompés. À ma connaissance, il n’y a pas de suites à ce roman, ou nous saurons si The Tricky Fools est un problème qui se résout lui-même.

rochimonde Écrit par Robert Forward (1990)

Eau est dominée par l’océan d’eau ammoniaquée. Monde sec de gardon. La paire orbitale proche ne ressemble à rien dans le système solaire.

Dans de bonnes conditions, la valeur de l’eau de mer peut passer d’Eau à Roche. Alors que les effets de la proximité d’Eau et de Roche sont perdus sur les explorateurs, l’espèce indigène d’Eau, le Flouwen, est intelligente, amicale et désireuse d’avertir les humains de la catastrophe naturelle imminente que les explorateurs naviguent. Mais l’avertissement arrivera-t-il à temps pour sauver les humains ?

Dans la plupart des romans de Forward, la prose et la caractérisation détournent rarement de l’élégance de toute merveille scientifique ou technologique qu’il souhaite afficher. Dans ce cas ( ), jetez un coup d’œil à des questions plus axées sur les personnages ; Il y a un passage à la fin du livre expliquant pourquoi les gens pourraient volontairement s’embarquer dans un aller simple vers un autre système stellaire – une discussion dont je me souviens encore, des décennies plus tard.

Apprendre les filles de Marjorie B. Kellogg et William B. Rossow (2009)

Les voyages peu coûteux et plus rapides que la lumière ont permis à l’humanité d’exploiter des planètes entières pour nourrir la faim insatiable de l’économie. La prochaine sur la liste : la planète Fiix, à six cents années-lumière de la Terre. Une mission de reconnaissance de routine est envoyée, sans doute suivie à temps par une flotte de mineurs.

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Fiix passe le sac de charbon. Vraisemblablement, c’est pourquoi la planète connaît des conditions météorologiques et climatiques imprévisibles. Une poignée d’indigènes attribuent l’arrivée des malheurs à deux divinités en guerre, mais ce n’est sûrement rien d’autre que le folklore irrationnel d’un peuple qui s’accroche à peine à la vie dans un monde hostile. Ou peut-être que les Terriens ont complètement mal compris la situation de Fiix et sont sur le point de vivre une expérience d’apprentissage inoubliable.

Un détail qui m’a sauté aux yeux était que bien que la Terre dévore des planètes à un rythme impressionnant, la plupart des gens sur Terre semblent être extrêmement pauvres. Cela indique que la Terre a un coefficient de Gini élevé (une mesure de l’efficacité avec laquelle la richesse est redirigée des nombreux méritants vers les quelques méritants), peut-être plus élevé que n’importe quelle nation moderne. Qui a dit qu’il ne pouvait y avoir de progrès ?

***

Mettre en danger des personnages avec des phénomènes naturels jusqu’ici négligés ou sous-estimés est un concept adapté à l’intrigue. Les exemples abondent, dont les cinq ci-dessus ne sont qu’un très petit échantillon. Je n’ai même pas parlé d’une supernova, de nuages ​​de poussière interstellaires ou d’une soudaine élimination du carbone de l’océan ! N’hésitez pas à mentionner d’autres œuvres similaires dans la section des commentaires.

Dans les mots de l’auteur de fanfiction Musty181quatre fois finaliste Hugo et un critique de livres prolifique et durable Nominé pour le prix Darwin James Davis Nicole « On dirait un Mi virtuel avec des lunettes. » Son travail a été publié dans Interzone, Publishers Weekly, Romantic Times, ainsi que sur ses propres sites Web, Avis sur James Nicol (assisté par la rédactrice en chef Karen Lofstrom et la personne Web Adrienne L. Travis) et Prix ​​Aurore 2021, 2022 et 2023 Final la vieille jeunesse lit sff (assisté par la personne web Adrienne L. Travis). son patron Ils peuvent être trouvés ici.

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L’enzyme issue de la bio-ingénierie produit de la vanilline naturelle à partir de plantes en une seule étape

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L’extrait de vanille est l’un des composés aromatiques les plus utilisés dans les produits alimentaires et cosmétiques. L’arôme agréable et sucré de cette saveur classique est conféré par le composé chimique « vanilline » présent dans les gousses des plants de vanille appartenant à la famille des orchidées. Dans les plantes, la vanilline est synthétisée en convertissant l’acide férulique par une enzyme – VpVAN. Cependant, la biosynthèse in vitro de la vanilline à partir de VpVAN d’origine végétale ne produit que de très petites quantités de vanilline et n’est donc pas commercialement pratique. De plus, bien que les extraits de vanille d’origine chimique soient disponibles à bas prix, ils n’ont pas la saveur de l’extrait de vanille naturel, et ce dernier reste très demandé. De plus, les limitations climatiques imposées à la culture des plants de vanille et le rendement relativement faible obtenu par plant ont conduit à une diminution de l’offre et à une hausse des prix de l’extrait naturel de vanille.

Face à ces défis, le professeur Toshiki Furuya du Département de biosciences appliquées de la Faculté des sciences et technologies de l’Université des sciences de Tokyo et ses étudiants diplômés Shizuka Fujimaki et Satsuki Sakamoto ont réussi à développer une enzyme qui génère de la vanilline à partir de plantes. acide férulique. « L’acide férulique, la matière première, est un composé qui peut être obtenu en abondance à partir de déchets agricoles tels que le son de riz et le son de blé. La vanilline est produite simplement en mélangeant l’acide férulique avec l’enzyme développée à température ambiante. méthode simple et respectueuse de l’environnement. » Pour produire des composés aromatiques », explique le professeur Furuya. Leur étude a été publiée le 10 mai 2024 dans Microbiologie appliquée et environnementale.

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Les chercheurs ont utilisé des techniques de génie génétique pour modifier la structure moléculaire de l’enzyme Ado. Ado est à l’origine une enzyme oxydase qui ajoute un atome d’oxygène au substrat – l’isoeugénol. Dans son état originel, il n’a pas la capacité de convertir l’acide férulique en vanilline. Grâce à l’analyse de modélisation structurelle, les chercheurs ont pu prédire les modifications des acides aminés dans l’Ado qui permettraient son interaction avec l’acide férulique. Dans cette optique, ils ont mené une série d’expériences en remplaçant les résidus d’acides aminés phénylalanine et valine à des positions spécifiques de la structure Ado par divers autres acides aminés. Ils ont continué à examiner la capacité de conversion de l’acide férulique de diverses protéines mutantes modifiées.

Après de nombreux essais et erreurs, ils ont découvert que la protéine mutante dans laquelle seuls trois résidus phénylalanine et valine étaient remplacés par de la tyrosine et de l’arginine, réagissait de manière stable avec l’acide férulique et montrait une activité de conversion élevée. Notamment, l’enzyme modifiée ne nécessitait aucun cofacteur pour la conversion, contrairement à d’autres oxydases, et produisait de la vanilline à l’échelle d’un gramme par litre de solution réactionnelle, avec une efficacité catalytique et une affinité supérieures à celles de l’enzyme de type sauvage. La réaction nécessite uniquement de mélanger l’enzyme, l’acide férulique et l’air (oxygène moléculaire) à température ambiante, ce qui en fait un processus simple, durable et économiquement évolutif. En outre, l’enzyme développée au niveau moléculaire a également montré une activité de conversion en acide coumarique et en acide sinapique, des composés obtenus à partir de la dégradation de la lignine – un déchet agricole courant.

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À ce jour, aucune enzyme microbienne ou végétale n’a démontré la capacité de convertir l’acide férulique en vanilline à l’échelle industrielle. Par conséquent, l’enzyme développée dans la présente étude présente un grand potentiel pour permettre la production commerciale et économique de vanilline naturelle.

Expliquant les implications à long terme de leurs recherches, le professeur Furuya déclare : « Exploiter le potentiel des micro-organismes et des enzymes pour extraire des composés précieux dans des conditions modérées à partir de ressources végétales renouvelables offre actuellement une approche durable pour réduire l’empreinte environnementale. société, nos efforts de recherche sont axés sur la mise en œuvre réelle de la production de vanilline grâce à l’utilisation de l’enzyme nouvellement développée.

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Améliorer les modèles de surface terrestre pour visualiser les gradients de végétation en terrain montagneux

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Améliorer les modèles de surface terrestre pour visualiser les gradients de végétation en terrain montagneux

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crédit: Recherche sur les ressources en eau (2024). est ce que je: 10.1029/2023WR036214

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Les modèles de surface terrestre sont un outil indispensable pour les écologistes pour cartographier les caractéristiques naturelles de notre monde, en particulier lorsqu’ils surveillent les effets du changement climatique ou évaluent les efforts de conservation.

Cependant, les modèles à grande échelle couvrant de vastes régions telles que les continents utilisent souvent des tailles de grille qui ne capturent pas correctement la variation pouvant exister au sein de chaque carré. Cela peut constituer un problème particulièrement important en terrain montagneux, où l’altitude, la température et la teneur en eau peuvent être très différentes, même au sein d’un seul pixel de carte.

dans Stade Récemment publié dans le magazine Recherche sur les ressources en eauDes chercheurs de l’Institut des sciences industrielles de l’Université de Tokyo ont démontré une nouvelle façon de visualiser les gradients de végétation en terrain montagneux.

Premièrement, les chercheurs ont regroupé les pixels en unités hydrologiques plus grandes pour représenter le flanc de la colline. Ensuite, ils ont divisé les données en plages d’élévation verticales pour estimer le profil de la pente. Cela a permis d’identifier le type de couverture terrestre dominant dans chaque plage d’altitude, et les zones où le modèle de végétation est influencé par les pentes des collines ont ensuite pu être identifiées.

« La différence d’humidité entre les collines et les vallées due à un terrain en pente peut créer une dynamique et des modèles de végétation uniques. En fait, un changement d’altitude de quelques mètres seulement peut entraîner des changements spectaculaires dans la végétation locale », explique l’auteur principal de l’étude, Shuping. . Il m’explique. Les chercheurs ont appelé ce phénomène « végétation influencée par les pentes ».

L’étendue de la végétation affectée par les pentes des collines n’était pas connue auparavant, ni même si elle pouvait être déterminée dans le monde entier sous différents climats. Une nouvelle analyse des données haute résolution sur le terrain et la végétation a montré qu’il s’agit en fait d’un phénomène mondial très courant.

Les zones identifiées comme présentant une végétation influencée par les pentes des collines sont largement réparties à travers le monde dans diverses zones climatiques. Certains des exemples récemment découverts dans l’étude se trouvent dans le nord-est de la Russie et dans la Corne de l’Afrique.

Cela indique que l’influence de l’hydrodynamique des terrains en pente sur les régimes de végétation peut se produire même dans les régions boréales sèches et semi-arides.

Les chercheurs ont également démontré que la simple prise en compte des effets de l’élévation, comme dans le cas de la « limite des arbres » sur une montagne sans aucun arbre ne poussant au-dessus, ne suffit pas.

« Nous avons montré que la simple prise en compte de l’effet de l’élévation – qui est principalement dû aux changements de température – ne suffit pas à expliquer l’hétérogénéité de la végétation. La dynamique de l’eau dans les paysages en pente ne peut être ignorée en tant que facteur important », explique le chercheur principal. Dai Yamazaki.

Les chercheurs pensent que leur méthode peut être appliquée aux données du monde entier pour améliorer notre compréhension de l’impact des changements d’altitude sur la vie végétale, ce qui pourrait grandement faciliter les efforts de modélisation climatique pour fournir des informations plus détaillées sur le changement climatique.

Plus d’information:
Shuping Li et al., Où dans le monde les modèles de végétation sont-ils contrôlés par la dynamique de l’eau des pentes ?, Recherche sur les ressources en eau (2024). est ce que je: 10.1029/2023WR036214

Informations sur les magazines :
Recherche sur les ressources en eau


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La première imagerie au monde d’atomes de césium radioactifs dans des échantillons environnementaux

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La première imagerie au monde d’atomes de césium radioactifs dans des échantillons environnementaux

L’analyse pionnière, réalisée par une équipe de chercheurs au Japon, en Finlande, en Amérique et en France, analysant les matériaux rejetés par les réacteurs FDNPP endommagés, révèle des informations importantes sur les défis environnementaux et de gestion des déchets radioactifs auxquels le Japon est confronté. L’étude est intitulée « « Détection d’atomes de césium radioactifs invisibles : présence d’un contaminant dans des microparticules riches en césium (CsMP) provenant de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi. » Il vient d’être publié dans Magazine des matières dangereuses.

Fusions de Fukushima Daiichi : un casse-tête technique et environnemental en cours

En 2011, après le tremblement de terre et le tsunami du Grand Tohoku, trois réacteurs nucléaires de la FDNPP ont connu une fusion en raison d’une perte d’alimentation de secours et de refroidissement. Depuis lors, de nombreux efforts de recherche se sont concentrés sur la compréhension des propriétés des débris de combustible (le mélange de combustible nucléaire fondu et de matériaux de structure) trouvés à l’intérieur des réacteurs endommagés. Ces débris doivent être soigneusement retirés et éliminés.

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Cependant, de nombreuses incertitudes demeurent quant à l’état physique et chimique des débris de combustible, ce qui complique grandement les efforts de récupération.

Les tentatives pour comprendre la chimie du césium radioactif conduisent à des résultats qui sont les premiers du genre au monde

Une grande quantité d’éléments radioactifs a été libérée par les réacteurs endommagés de Fukushima Daiichi sous forme de particules. Les particules, appelées microparticules riches en Cs (CsMP), sont peu solubles, petites (moins de 5 µm) et ont une composition vitreuse.

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Professeur Satoshi Utsunomiya de l’Université de Kyushu, au Japon, a dirigé la présente étude. Il a expliqué que les CsMP « se formaient au fond des réacteurs endommagés lors des fusions, lorsque le combustible nucléaire en fusion heurtait le béton ».

Après la formation, de nombreux CsMP ont été perdus du confinement du réacteur dans le milieu environnant.

Comment l’image a-t-elle été créée ?

La caractérisation détaillée des CsMP a révélé des indices importants sur les mécanismes et l’étendue des effondrements. Cependant, malgré l’abondance du Cs dans les particules fines, l’imagerie directe au niveau atomique du Cs radioactif dans les particules s’est avérée impossible.

Professeur Loi Gareth« Cela signifie que nous manquons d’informations complètes sur la forme chimique du Cs dans les particules et les débris de carburant », a expliqué l’un des participants à l’étude de l’Université d’Helsinki.

« Bien que le Cs soit présent dans les particules à des concentrations raisonnablement élevées, il est souvent trop faible pour une imagerie réussie au niveau atomique à l’aide de techniques avancées de microscopie électronique », a poursuivi Utsunomiya. « Lorsque le Cs a été trouvé à une concentration suffisamment élevée, nous avons trouvé le faisceau d’électrons. détruit l’échantillon, rendant les données résultantes inutiles. Cependant, lors de travaux antérieurs de l’équipe utilisant un microscope électronique à balayage à angle sombre avancé à haute résolution (HR-HAADF-STEM), ils ont trouvé des inclusions d’un minéral appelé pollucite (zéolite). . Dans la nature, la pollution est généralement riche en aluminium.

La contamination trouvée dans les CsMP était clairement différente de celle trouvée dans la nature, indiquant qu’elle s’est formée dans des réacteurs. « Parce que nous savions que la plupart des Cs dans les CsMP provenaient de la fission, nous avons pensé que l’analyse de la contamination pourrait conduire aux toutes premières images directes d’atomes de Cs radioactifs », a poursuivi Utsunomiya.

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La zéolite peut devenir amorphe lorsqu’elle est exposée à une irradiation par un faisceau d’électrons, mais ces dommages sont liés à la composition de la zéolite, et l’équipe a découvert que certaines impuretés contaminants étaient stables dans le faisceau d’électrons.

Après avoir appris cela et sur la base de la modélisation, l’équipe s’est lancée dans une analyse minutieuse de Shahada Utsunomiya, une étudiante diplômée. Kanako MiyazakiEnfin, l’équipe a photographié les atomes radioactifs de Cs.

Utsunomiya a expliqué :

C’était très intéressant de voir le magnifique motif d’atomes de Cs dans la structure contaminée, environ la moitié des atomes de l’image correspondant à du Cs radioactif.

Il a poursuivi : « C’est la première fois que les humains imagent directement des atomes de Cs radioactifs dans un échantillon environnemental. La découverte de concentrations suffisamment élevées de Cs suffisamment radioactifs dans des échantillons environnementaux pour permettre une imagerie directe est inhabituelle et pose des problèmes de sécurité. S’il était passionnant de créer une image scientifique pour la première fois au monde, il est en même temps triste que cela n’ait été possible que grâce à un accident nucléaire.

Plus qu’une simple avancée dans le domaine de la photographie

Utsunomiya a souligné que les résultats de l’étude vont au-delà de la simple imagerie des atomes de Cs radioactifs : « Nos travaux mettent en évidence la composition des contaminants et l’hétérogénéité potentielle de la distribution du Cs au sein des réacteurs FDNPP et de l’environnement. »

Lu a en outre souligné l’importance : « Nous démontrons sans équivoque l’apparition de nouveaux C associés aux matériaux rejetés par les réacteurs FDNPP. La découverte de C contenant un contaminant dans les CsMP signifie probablement qu’ils restent également dans les réacteurs concernés. pris en compte dans les stratégies de démantèlement des réacteurs et de gestion des déchets.

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Professeur agrégé émérite Bernd Grambo De Subatech, Université IMT Atlantique Nantes, il a ajouté : « Nous devons maintenant commencer également à examiner le comportement environnemental de la pollucite au Cs et ses impacts potentiels. Elle est susceptible de se comporter différemment des autres formes de retombées du Cs documentées à ce jour. mai L’impact sur la santé humaine doit être pris en compte. La réaction chimique du contaminant dans l’environnement et dans les fluides corporels est certainement différente des autres formes d’éléments radioactifs déposés.

Enfin, concernant l’importance de l’étude, le professeur Dr. a déclaré : Rod Ewing L’étudiant de l’Université de Stanford a souligné le besoin urgent de poursuivre les recherches pour éclairer les stratégies d’élimination des débris et de dépollution de l’environnement : « Une fois de plus, nous constatons que les efforts analytiques minutieux des scientifiques internationaux peuvent résoudre les mystères des accidents nucléaires, contribuant ainsi aux efforts de rétablissement à long terme. »

référence: Miyazaki K, Takehara M, Minomo K et al. Détection d’atomes de césium radioactifs « invisibles » : présence d’un contaminant dans des microparticules riches en césium (CsMP) de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi. J Hazard Mater. 2024;470:134104. est ce que je: 10.1016/j.jhazmat.2024.134104

Cet article a été republié ci-dessous Matiéres. Remarque : Le matériel peut avoir été modifié en termes de longueur et de contenu. Pour plus d’informations, veuillez contacter la source susmentionnée. Vous pouvez accéder à notre politique de communiqués de presse ici.

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