Nakon 40 godina: Radioaktivne čestice iz Černobila iznenađujuće su stabilne
Naučnici su analizirali radioaktivne čestice razasute tokom černobilske katastrofe i otkrili da je njihova struktura neočekivano postojana.
Nakon četiri decenije od najteže nuklearne nesreće u historiji, naučnici su analizirali radioaktivne čestice koje je katastrofa izbacila kako bi otkrili šta je ostalo od raspršenog goriva i u kakvom su stanju te čestice danas.
Poznavanje načina na koji su ove hemijske čestice podnijele decenije vremenskih uticaja i raspadanja od velike je vrijednosti za razumijevanje sigurnosti nuklearnih elektrana u budućnosti, kao i za procjenu kada bi moglo biti sigurno vratiti se na područje Černobila bez zaštitnog odijela.
Ono što se najviše istaklo u analizi jeste izuzetno postojana struktura radioaktivnih čestica prašine, koje su pokazale mnogo veću stabilnost nego što se očekivalo.
To znači da veći dio radioaktivnog materijala i dalje ostaje zaključen unutra.
Istraživači koji stoje iza ovog rada, s Univerziteta Leibniz u Hannoveru i Centra Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) iz Njemačke, objavili su svoje nalaze u časopisu Journal of Hazardous Materials.
Ukupno je analizirano šest čestica goriva, podijeljenih u tri kategorije u zavisnosti od toga šta im se dogodilo tokom same eksplozije reaktora. Neke su se, na primjer, istopile i sjedinile sa svojim zaštitnim slojem cirkonija.
“Postoje tri klase ovih čestica”, kaže fizičar Tobias Weissenborn sa Univerziteta Leibniz u Hannoveru.
“Prvo, tu su čestice koje su hemijski i fizički i dalje vrlo slične nuklearnom gorivu uranij-dioksidu.
Zatim, postoje čestice koje su djelimično ili potpuno obložene, odnosno u potpunosti sjedinjene sa svojim slojem cirkonija. Treći tip čestice nastao je kada se zapalio grafitni moderator.”
Svaka od ovih klasa čestica na kraju ima drugačiji hemijski sastav, što može uticati na način na koji se razgrađuju. Uzorkovane čestice imale su veličinu od svega 8 do 50 mikrometara (tako da bi najmanje njih 20 stalo unutar jednog milimetra), a sve su sakupljene unutar Černobilske zone isključenja.
Tehnika poznata kao difrakcijska analiza korištena je za virkanje unutar ovih mikroskopskih mrvica, pri čemu je atomska kristalna struktura utvrđena na osnovu načina na koji su se rendgenski zraci odbijali od nje.
“U konačnici, u potpunosti smo rotirali čestice u rendgenskom snopu fokusiranom na veličinu od 100 mikrometara – što je otprilike debljina ljudske vlasi”, kaže kristalograf Christoph Hennig iz HZDR-a.
“Izmjerili smo svaku česticu iz 2.000 različitih uglova kako bismo neprimjetno zabilježili sve refleksije.”
Kod sva tri tipa čestica, istraživači su otkrili da je struktura koja drži nuklearno gorivo uglavnom ostala netaknuta. To sugeriše veću hemijsku stabilnost u ovim komadićima goriva nego što se ranije pretpostavljalo.
Ova studija također daje naučnicima bolju predstavu o tome kako su ove grupe čestica sastavljene – tačno o tome kako su katastrofa i njena naknadna hemijska lančana reakcija promijenile sastav kristala goriva.
“Naši nalazi pokazuju da černobilske čestice goriva djeluju kao izuzetno postojani rezervoari”, pišu istraživači u svom objavljenom radu.
Istraživači ovo vide kao potencijalno dobru vijest: to znači da čestice možda oslobađaju radioaktivni materijal u okolinu sporije nego što se ranije pretpostavljalo.
Iako povratak još uvijek nije siguran, ovi nalazi bi mogli pomoći naučnicima da bolje procijene dugoročne ekološke rizike.
Međutim, postoji i druga strana medalje.
Radioaktivni materijal nije nikuda nestao, što znači da će ove čestice ostati opasne decenijama. Udisanje ovih čestica i dalje će predstavljati krajnju opasnost po zdravlje, a vjetar, erozija ili prolazeće životinje mogle bi ih podići sa tla.
Istraživači također priznaju da je šest čestica – koje potiču s dvije lokacije – mali uzorak. Odvagivanje trenutnih rizika u Černobilu zahtijevat će sveobuhvatnije skupove podataka prikupljene tokom dužeg vremenskog perioda.
“Čak i ako u nekom trenutku dobijemo određene prosjeke, i dalje nećemo moći davati univerzalne izjave o zdravstvenim rizicima u regiji”, kaže Weissenborn.
“Čak i ako se čestice raspadaju po uglavnom ujednačenom obrascu, uvijek će postojati izuzeci, odnosno čestice koje su postojanije i koje će osloboditi radionuklide u kasnijem vremenskom periodu.”
