«Гарячі частинки» Чорнобиля виявилися стабільнішими, ніж вважалося — учені

Через чотири десятиліття після ядерної катастрофи 1986 року на ЧАЕС дослідники Ганноверського університету імені Лейбніца та Дрезден-Россендорфа Гельмгольца (Німеччина) дослідили шість крихітних високорадіоактивних фрагментів, які були випущені зі зруйнованого реактора.

Аналіз показує, що ці «гарячі частинки» набагато стабільніші, ніж передбачалося раніше, повідомляє прес-служба вишу.

Вибух тоді розкидав величезні обсяги уламків з ядерного реактора і радіоактивні частинки пилу досі забруднюють ґрунт навколо зони катастрофи. Маючи розміри від 8 до 50 мікрометрів, вони залишаються високорадіоактивними навіть через 40 років. Існує три класи цих частинок:

• частинки, які за своїми хімічними та фізичними властивостями досі дуже схожі на уранієвий діоксид — ядерне паливо;
• частинки, які частково або повністю вкриті шаром цирконію або повністю злиті з ним. Цей тип частинок утворився, коли температура в реакторі різко підскочила, що призвело до плавлення палива та його з'єднання з навколишнім захисним шаром із високостійкого металу — цирконію;
• третій тип частинок утворився, коли загорівся графітовий сповільнювач. Завдання сповільнювача полягає в уповільненні швидких нейтронів та підтримці ланцюгової реакції. Однак під час аварії графіт загорівся і горів протягом десяти днів. У процесі цього паливо окислювалося, утворюючи різні оксиди урану, такі як U₃O₈. Ця механічно нестабільна сполука швидко утворює мікроскопічні частинки, які легко розноситься вітром. Їх вдихання становить серйозну загрозу для здоров’я.

Досі залишається здебільшого незрозумілим, чому ці частинки руйнуються в навколишньому середовищі з різною швидкістю. У будь-якому разі, під час розпаду вони утворюють цілу низку різних оксидів урану, — вказано у статті.

Для аналізу цих частинок потрібні надзвичайно складні експерименти з рентгенівської дифракції на синхротроні. У нещодавно провели перше успішне дослідження структури такого роду на лінії випромінювання «Россендорф» у Греноблі:

• було проведено фазовий аналіз шести чорнобильських частинок. Це, серед іншого, дозволяє дослідникам оцінити швидкість, з якою частинки виділяють радіоактивні речовини;
• учені використовували різні методи, щоб виділити частинки зі зразків українського ґрунту та закріпити їх на вольфрамових електродах. Зрештою, вони зупинилися на методі, при якому обертали частинки в рентгенівському промені, сфокусованому до 100 мікрометрів — це приблизно товщина людської волосини. Учені вимірювали кожну частинку під двома тисячами різних кутів, щоб безперервно фіксувати всі відбиття;
• так дослідники змогли експериментально виявити різні оксидні фази у зразках.

На їхнє здивування, вони виявили, що кристалічна структура ядерного палива в досліджуваних частинках донині залишилася майже незмінною — а це означає, що залишки аварії є хімічно стабільнішими, ніж спочатку передбачалося, — зазначається у статті.

Це може бути доброю новиною для ґрунту та води навколо Чорнобиля, оскільки частинки утримують у собі продукти розпаду.

Однак кожна окрема частинка має свою структуру, — застерігають учені. — А в нашому експерименті було досліджено лише шість таких частинок із двох різних місць.

Щоб зробити більш загальні висновки щодо стабільності чорнобильських частинок, потрібно зібрати зразки з набагато більшої кількості місць і дослідити значно більше частинок.

І навіть якщо ми в якийсь момент отримаємо певні середні значення, ми все одно не зможемо робити універсальних висновків щодо ризиків для здоров’я в цьому регіоні, — застерігають дослідники. — Адже навіть якщо частинки розпадаються в основному за однаковим сценарієм, завжди будуть винятки — більш стійкі частинки, які вивільнятимуть радіонукліди пізніше.

Тож скасувати Чорнобильську зону відчуження найближчим часом не вдасться, наголошується у статті.