Исследовательская группа из Лейбницкого университета Ганновера и Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф обнародовала результаты анализа микроскопических частиц топлива, попавших в окружающую среду во время аварии на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС в 1986 году. Ученые изучили физическое и химическое состояние шести радиоактивных образцов, размер которых варьируется от 8 до 50 микрометров. Оказалось, что внутренняя структура некоторых фрагментов топлива остается неизменной в течение почти 40 лет, несмотря на постоянное воздействие климатических и экологических факторов в зоне отчуждения.
Для изучения внутреннего строения частиц ученые применили методы рентгеновской дифракции, которые позволили детально исследовать состояние ядерного топлива на микроскопическом уровне. Анализ показал наличие трех категорий частиц, в зависимости от их состава и степени деградации. Первая категория по своим химическим и физическим показателям остается идентичной диоксиду урана, который использовался как топливо в реакторе. Вторая категория частиц частично или полностью интегрирована в защитный слой циркония, что обеспечивает им дополнительную физическую устойчивость и защиту от внешнего разрушительного воздействия окружающей среды.
Третья категория частиц образовалась во время длительного горения графитового замедлителя, которое продолжалось десять суток после взрыва. Высокая температура трансформировала частицы топлива в различные оксиды урана, которые способны легко измельчаться до состояния микроскопической пыли. Такие фракции имеют высокую мобильность и могут переноситься ветром на значительные расстояния, что создает риск их попадания в дыхательные пути человека. Последствия ингаляционного воздействия таких частиц на организм оцениваются специалистами как серьезная угроза для здоровья населения и персонала, работающего в регионе.
Результаты научного исследования, опубликованные в издании Journal of Hazardous Materials, подтверждают, что радиоактивные частицы действуют как длительные резервуары продуктов деления и актиноидов в почвах зоны отчуждения. Поскольку некоторые образцы сохраняют свою первоначальную структуру, ожидается, что они будут продолжать высвобождать радионуклиды в течение длительного периода времени. Эта особенность поведения фрагментов топлива значительно усложняет прогнозирование экологической ситуации и оценку долгосрочных рисков, связанных с радиоактивным загрязнением территорий вокруг поврежденного энергоблока в северной части Украины.
Автор исследования Тобиас Вайссенборн отмечает, что каждый изученный образец имеет уникальную внутреннюю структуру, поэтому имеющихся данных недостаточно для создания универсальной модели поведения всех загрязнителей. Дальнейшее изучение требует сбора образцов из большего количества локаций и анализа значительно более широкой выборки частиц для получения статистически значимых данных. Даже при наличии усредненных показателей распада, всегда будут существовать аномальные частицы с повышенной устойчивостью, которые могут сохранять радиоактивную опасность значительно дольше других типов обломков, выявленных на территории Чернобыльской зоны.
