Минуло вже 40 років від наймасштабнішої ядерної катастрофи в історії, але науковці досі досліджують радіоактивні частинки, рознесені вибухом на Чорнобильській АЕС, щоб з’ясувати, що залишилося від розкиданого ядерного палива та в якому стані воно перебуває. Розуміння того, як ці частинки витримували десятиліття впливу погодних умов і радіоактивного розпаду, важливе для оцінювання безпеки атомних електростанцій у майбутньому.
Крім того, такі дослідження допоможуть визначити, коли перебування на території Чорнобильської зони може стати безпечним без спеціального захисного одягу. І, як пише видання Science Alert, найбільше дослідників здивувала надзвичайна стійкість структури радіоактивних частинок. Вона збереглася значно краще, ніж очікували науковці. Це означає, що більша частина радіоактивних речовин досі залишається замкненою всередині, а не вивільняється в навколишнє середовище.
Дослідження провели науковці з Ганноверського університету імені Лейбніца та Центру Гельмгольца в Дрездені-Россендорфі (HZDR) у Німеччині. Результати роботи опублікували в журналі Journal of Hazardous Materials. Загалом дослідники проаналізували шість частинок ядерного палива, розділивши їх на три групи залежно від того, яких змін вони зазнали під час аварії на реакторі. Деякі частинки, наприклад, розплавилися та з’єдналися зі своїм цирконієвим покриттям.
“Ми виділили три типи таких частинок. Перший тип – це частинки, які за хімічними та фізичними властивостями досі дуже схожі на ядерне паливо, тобто діоксид урану. Другий тип – частинки, частково або повністю вкриті цирконієвим шаром чи сплавлені з ним. Третій тип утворився внаслідок займання графітового сповільнювача”, – пояснює фізик Тобіас Вайсенборн із Ганноверського університету імені Лейбніца.
Кожен із цих типів частинок має свій хімічний склад, від якого залежить, як саме вони руйнуються з часом. Розмір досліджених зразків становив лише 8-50 мікрометрів, тобто в одному міліметрі помістилося б щонайменше 20 таких частинок. Усі зразки зібрали на території Чорнобильської зони відчуження.
Щоб дослідити внутрішню будову цих мікроскопічних частинок, науковці застосували метод дифракційного аналізу. Він дає змогу визначити атомну кристалічну структуру матеріалу за тим, як від нього відбивається рентгенівське випромінювання. “Зрештою ми повністю обертали кожну частинку в рентгенівському промені, сфокусованому до діаметра 100 мікрометрів – приблизно такої товщини людська волосина. Ми вимірювали кожну частинку під 2000 різними кутами, щоб зафіксувати всі дифракційні відбиття без пропусків”, – пояснив кристалограф Крістоф Генніг із Центру Гельмгольца в Дрездені-Россендорфі.
У всіх трьох групах частинок дослідники виявили, що структура, яка утримує ядерне паливо, здебільшого залишилася неушкодженою. Це свідчить про те, що такі частинки хімічно стійкіші, ніж вважали раніше. Дослідження також допомогло краще зрозуміти внутрішню будову різних груп частинок і з’ясувати, як аварія та подальші хімічні реакції змінили склад кристалів ядерного палива.
“Наші результати свідчать, що частинки чорнобильського ядерного палива є надзвичайно стійкими резервуарами радіоактивних речовин”, – пишуть дослідники у своїй науковій статті. Науковці вважають це потенційно доброю новиною: можливо, такі частинки вивільняють радіоактивні речовини в навколишнє середовище повільніше, ніж припускали раніше. Хоча повертатися на забруднені території безпечно поки що не можна, отримані результати допоможуть точніше оцінити довгострокові екологічні ризики.
Однак є й інший бік цієї ситуації. Радіоактивні речовини нікуди не зникли, а отже, частинки залишатимуться небезпечними ще десятиліттями. Вдихання такого пилу й надалі становитиме серйозну загрозу для здоров’я. Крім того, вітер, ерозія ґрунту або тварини, що проходять повз, можуть знову піднімати частинки в повітря.
Дослідники також визнають обмеженість своєї роботи: шість частинок, зібраних лише у двох місцях, – це надто мала вибірка для серйозних висновків. Щоб повноцінно оцінити нинішні ризики на території Чорнобиля, потрібні значно масштабніші дослідження та дані, зібрані протягом тривалішого часу.
“Навіть якщо в певний момент нам вдасться отримати усереднені показники, ми все одно не зможемо робити універсальні висновки про ризики для здоров’я в цьому регіоні”, – зазначає Вайсенборн. І додає: “Навіть якщо частинки розпадатимуться за більш-менш однаковою закономірністю, завжди залишатимуться винятки – стійкіші частинки, які вивільнятимуть нукліди пізніше”.
Джерело новини: www.obozrevatel.com