Radioaktivne čestice raspršene tijekom katastrofe u nuklearnoj elektrani Černobil 1986. godine pokazale su se znatno stabilnijima nego što su znanstvenici očekivali. Analiza sićušnih ostataka nuklearnog goriva otkrila je da je njihova unutarnja kristalna struktura uglavnom ostala očuvana i nakon četiri desetljeća izloženosti okolišu.

Otkriće bi moglo pomoći znanstvenicima da preciznije procijene dugoročne posljedice katastrofe, osobito koliko se radioaktivnog materijala tijekom vremena oslobađa iz čestica u tlo i okolni okoliš.

Istraživanje znanstvenika sa Sveučilišta Leibniz u Hannoveru i istraživačkog centra Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf u Njemačkoj objavljeno je u časopisu Journal of Hazardous Materials.

Onii su analizirali šest čestica nuklearnog goriva prikupljenih na dvije lokacije unutar černobilske zone isključenja. Rezultati su pokazali da je struktura koja zadržava radioaktivni materijal uglavnom ostala netaknuta, što upućuje na veću kemijsku stabilnost nego što se ranije pretpostavljalo.

Čestice su manje od desetinke milimetra

Čestice obuhvaćene istraživanjem iznimno su malene. Njihova veličina kreće se od osam do 50 mikrometara, što znači da bi ih najmanje 20 moglo stati u jedan milimetar.

Unatoč njihovim sićušnim dimenzijama, riječ je o važnom dijelu nasljeđa katastrofe koja se dogodila 26. travnja 1986., kada je eksplozija i požar u četvrtom reaktoru nuklearne elektrane raspršio radioaktivni materijal u okoliš.

Te čestice nisu jednake. Njihov sastav i struktura ovise o tome što se s nuklearnim gorivom događalo tijekom nesreće, zbog čega se mogu razlikovati i njihova svojstva te način na koji se s vremenom mijenjaju.

Fizičar Tobias Weissenborn sa Sveučilišta Leibniz u Hannoveru objašnjava da postoje tri osnovne skupine takvih čestica.

Prvu čine one koje su kemijski i fizički još vrlo slične izvornom nuklearnom gorivu, uranijevu dioksidu. U drugoj skupini nalaze se čestice djelomično ili potpuno obavijene slojem cirkonija, odnosno one u kojima se gorivo stopilo s tim materijalom. Treća skupina nastala je u uvjetima požara grafitnog moderatora u reaktoru.

Razlike u sastavu važne su jer mogu utjecati na dugoročnu stabilnost čestica i brzinu kojom se radioaktivni materijal oslobađa u okoliš.

Svaku česticu analizirali iz 2000 kutova

Kako bi zavirili u strukturu tih mikroskopskih ostataka, istraživači su koristili rendgensku difrakciju, metodu koja omogućuje određivanje kristalne strukture materijala na temelju načina na koji se rendgenske zrake odbijaju od njega.

Kristalograf Christoph Hennig iz istraživačkog centra Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf opisao je kako su čestice rotirali unutar rendgenskog snopa promjera približno 100 mikrometara, odnosno otprilike koliko iznosi debljina ljudske vlasi.

Svaku su česticu mjerili iz 2000 različitih kutova kako bi prikupili što potpuniji skup podataka o njezinoj strukturi.

Rezultati su pokazali da je kod sve tri skupine čestica struktura koja zadržava nuklearno gorivo uglavnom ostala očuvana. To upućuje na to da se gorivo u njima nije razgradilo onoliko koliko se moglo očekivati nakon desetljeća izloženosti okolišu.

Autori istraživanja zaključuju da čestice goriva iz Černobila djeluju kao iznimno dugotrajna spremišta radioaktivnog materijala.

Dobra vijest ima i svoju lošu stranu

Veća stabilnost čestica mogla bi imati važnu posljedicu: ako radioaktivne tvari ostaju zarobljene u njihovoj strukturi, mogle bi se sporije oslobađati u tlo i okolni okoliš nego što se ranije pretpostavljalo.

To bi znanstvenicima moglo pomoći u preciznijoj procjeni dugoročnih ekoloških rizika povezanih s katastrofom.

Međutim, stabilnost ne znači da je radioaktivnost nestala. Materijal je i dalje prisutan, a čestice mogu ostati opasne desetljećima. Ako se oslobode iz tla djelovanjem vjetra, erozije ili prolaskom životinja, mogu ponovno dospjeti u zrak.

Posebno je opasno njihovo udisanje, jer radioaktivni materijal tada može dospjeti u organizam. Zbog toga rezultati istraživanja ne znače da je sigurno vratiti se na područja koja su i dalje izložena radiološkim rizicima.

Šest čestica nije dovoljno za konačne zaključke

Autori upozoravaju da istraživanje ima važno ograničenje: analizirano je samo šest čestica s dvije lokacije unutar zone isključenja. Takav uzorak nije dovoljan za pouzdane zaključke o svim radioaktivnim česticama raspršenima nakon nesreće.

Weissenborn upozorava da čak i ako se uoči opći obrazac promjena, uvijek mogu postojati iznimke – čestice koje su otpornije od ostalih i koje bi mogle nastaviti oslobađati radioaktivne izotope u kasnijim razdobljima.