ČETRDESET godina nakon najveće nuklearne katastrofe u povijesti, znanstvenici analiziraju radioaktivne čestice izbačene iz Černobila kako bi utvrdili što je preostalo od raspršenog goriva i u kakvom su stanju. Razumijevanje kako su te čestice izdržale desetljeća izloženosti vremenskim uvjetima ključno je za sigurnost budućih nuklearnih elektrana, ali i za procjenu kada će se u černobilsku zonu moći vratiti bez zaštitne opreme, piše Science Alert.

Analiza je otkrila da je struktura čestica radioaktivne prašine iznimno postojana, znatno stabilnija nego što se dosad pretpostavljalo. To znači da je većina radioaktivnog materijala i dalje zarobljena unutar njih. Rezultate su objavili istraživači sa Sveučilišta Leibniz u Hannoveru i centra Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) u Njemačkoj, a studija je objavljena u časopisu Journal of Hazardous Materials.

Tri vrste čestica goriva

Ukupno je analizirano šest čestica goriva, koje su podijeljene u tri kategorije ovisno o tome što im se dogodilo tijekom eksplozije reaktora. Neke su se, primjerice, rastopile i stopile sa svojom cirkonijevom oblogom.

"Postoje tri klase ovih čestica", objašnjava fizičar Tobias Weissenborn sa Sveučilišta Leibniz. "Prvo, tu su čestice koje su kemijski i fizički još uvijek vrlo slične nuklearnom gorivu, uranijevom dioksidu. Zatim, postoje čestice koje su djelomično ili potpuno obložene cirkonijevim slojem ili su s njim potpuno stopljene. Treća vrsta nastala je kada se zapalio grafitni moderator."

Svaka od ovih klasa ima različit kemijski sastav, što utječe na način njihova raspadanja. Uzorci, veličine od 8 do 50 mikrometara, prikupljeni su unutar černobilske zone isključenja.

Rendgenska analiza atomske strukture

Za uvid u unutrašnjost mikroskopskih čestica korištena je tehnika difrakcijske analize. Tom se metodom atomska kristalna struktura određuje prema načinu na koji se rendgenske zrake od nje odbijaju.

"Čestice smo na kraju potpuno rotirali u rendgenskoj zraci fokusiranoj na 100 mikrometara, što je otprilike debljina ljudske vlasi", kaže kristalograf Christoph Hennig iz HZDR-a. "Svaku smo česticu mjerili iz 2000 različitih kutova kako bismo besprijekorno snimili sve refleksije."

Neočekivana stabilnost i dugoročni rizik

Istraživači su kod sve tri vrste čestica otkrili da je struktura koja drži nuklearno gorivo uglavnom ostala netaknuta. To upućuje na veću kemijsku stabilnost nego što se ranije pretpostavljalo. Studija znanstvenicima daje i bolju sliku o sastavu tih čestica, odnosno o tome kako su katastrofa i lančane kemijske reakcije promijenile sastav kristala goriva.

"Naši nalazi pokazuju da čestice černobilskog goriva djeluju kao iznimno postojani rezervoari", navode istraživači u radu. To se može smatrati dobrom viješću jer znači da čestice možda sporije otpuštaju radioaktivni materijal u okoliš. S druge strane, radioaktivni materijal nije nestao, pa će čestice ostati opasne još desetljećima. Njihovo udisanje i dalje predstavlja izniman rizik za zdravlje, a mogu ih podići vjetar, erozija ili životinje.

Ograničenja studije

Istraživači napominju da je šest čestica, prikupljenih s dvije lokacije, ipak malen uzorak. Za procjenu stvarnih rizika u Černobilu bit će potrebni sveobuhvatniji podaci prikupljani tijekom duljeg razdoblja.

"Čak i ako u nekom trenutku dobijemo određene prosjeke, i dalje nećemo moći donositi općenite zaključke o zdravstvenim rizicima u regiji", kaže Weissenborn. "Iako se čestice možda raspadaju po uglavnom ujednačenom obrascu, uvijek će postojati iznimke, otpornije čestice koje će radionuklide otpustiti tek kasnije."