Τέσσερις δεκαετίες μετά την πυρηνική καταστροφή του 1986, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Leibniz του Ανόβερου και στο Κέντρο Helmholtz-Dresden-Rossendorf (HZDR) εξέτασαν έξι μικροσκοπικά, εξαιρετικά ραδιενεργά θραύσματα που απελευθερώθηκαν από τον κατεστραμμένο αντιδραστήρα στην Ουκρανία μετά το συμβάν. Οι αναλύσεις δείχνουν ότι αυτά τα «θερμά σωματίδια» είναι πολύ πιο σταθερά από ό,τι είχε υποτεθεί προηγουμένως. Τα ευρήματα θα μπορούσαν να επιτρέψουν ακριβέστερες αξιολογήσεις των κινδύνων για την υγεία που θέτουν τέτοια ραδιενεργά σωματίδια. Η εργασία δημοσιεύεται στο Journal of Hazardous Materials.
Τα συντρίμμια
Οι εκρήξεις εκτόξευσαν τεράστιες ποσότητες συντριμμιών από τον πυρηνικό αντιδραστήρα, ενώ τα ραδιενεργά σωματίδια σκόνης εξακολουθούν να μολύνουν το έδαφος γύρω από την περιοχή της καταστροφής, γνωστή σήμερα ως Τσερνομπίλ. Με μέγεθος μόλις 8 έως 50 μικρόμετρα, παραμένουν εξαιρετικά ραδιενεργά ακόμη και μετά από 40 χρόνια. Ακόμα και σήμερα, οι άνθρωποι μπορούν να εισέλθουν στις πληγείσες περιοχές μόνο φορώντας προστατευτικές στολές.
«Υπάρχουν τρεις κατηγορίες αυτών των σωματιδίων», εξηγεί ο Tobias Weissenborn, φυσικός και υποψήφιος διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο Leibniz του Ανόβερου. «Πρώτον, υπάρχουν σωματίδια που είναι χημικά και φυσικά ακόμα πολύ παρόμοια με το πυρηνικό καύσιμο διοξείδιο του ουρανίου. Έπειτα, υπάρχουν σωματίδια που είναι μερικώς ή πλήρως εγκλεισμένα ή πλήρως συντηγμένα με το στρώμα ζιρκονίου τους».
Ο τελευταίος τύπος σωματιδίου σχηματίστηκε όταν οι θερμοκρασίες στον αντιδραστήρα αυξήθηκαν δραματικά, λιώνοντας το καύσιμο και συνδέοντάς το με το περιβάλλον προστατευτικό στρώμα του εξαιρετικά ανθεκτικού μετάλλου ζιρκονίου. «Ο τρίτος τύπος σωματιδίου δημιουργήθηκε όταν ο επιβραδυντής γραφίτη έπιασε φωτιά», προσθέτει ο Weissenborn.
Ο σκοπός του επιβραδυντή είναι να επιβραδύνει τα γρήγορα νετρόνια και να διατηρήσει την αλυσιδωτή αντίδραση. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια του ατυχήματος, ο γραφίτης έπιασε φωτιά και κάηκε για 10 ημέρες. «Κατά τη διαδικασία, το καύσιμο οξειδώθηκε σε διάφορα οξείδια του ουρανίου» - όπως το U₃O₈. Αυτή η μηχανικά ασταθής ένωση σχηματίζει γρήγορα μικροσκοπικά σωματίδια που παρασύρονται εύκολα από τον άνεμο. Η εισπνοή τέτοιων σωματιδίων σκόνης ενέχει σοβαρούς κινδύνους για την υγεία.
Πρώτη ανάλυση φάσης θραυσμάτων υψηλής ραδιενέργειας αυτού του είδους
Παραμένει σε μεγάλο βαθμό ασαφές γιατί αυτά τα σωματίδια διαβρώνονται με διαφορετικούς ρυθμούς στο περιβάλλον τους. Σε κάθε περίπτωση, παράγουν μια σειρά από διαφορετικά οξείδια του ουρανίου καθώς διασπώνται. Η ανάλυσή τους απαιτεί εξαιρετικά πολύπλοκα πειράματα περίθλασης ακτίνων Χ με σύγχροτρον. Ο ερευνητής και κρυσταλλογράφος του HZDR, Δρ. Christoph Hennig, πραγματοποίησε την πρώτη επιτυχημένη δομική έρευνα αυτού του είδους στο Rossendorf Beamline στη Γκρενόμπλ. Σε συνεργασία με τον Weissenborn, διεξήγαγε μια ανάλυση φάσης σε έξι από τα σωματίδια του Τσερνόμπιλ. Μεταξύ άλλων, αυτό επιτρέπει στους ερευνητές να εκτιμήσουν τον ρυθμό με τον οποίο τα σωματίδια απελευθερώνουν ραδιενεργές ουσίες.
Τα εξεταζόμενα σωματίδια διατηρούν ραδιονουκλίδια μέσα τους
Χρησιμοποιώντας αυτήν την προσέγγιση, οι ερευνητές μπόρεσαν να ανιχνεύσουν πειραματικά διαφορετικές φάσεις οξειδίου μέσα στα δείγματα. Προς έκπληξή τους, διαπίστωσαν ότι η κρυσταλλική δομή του πυρηνικού καυσίμου στα εξεταζόμενα σωματίδια έχει παραμείνει σε μεγάλο βαθμό άθικτη μέχρι σήμερα - πράγμα που σημαίνει ότι τα υπολείμματα του ατυχήματος είναι χημικά πιο σταθερά από ό,τι αρχικά υποτίθεται. Τα σωματίδια διατηρούν προϊόντα σχάσης μέσα τους - κάτι που μπορεί να είναι καλά νέα για το έδαφος και το νερό γύρω από το Τσερνομπίλ.
«Ωστόσο, κάθε σωματίδιο έχει διαφορετική δομή», προειδοποιεί ο Weissenborn, «και το πείραμά μας μελέτησε μόνο έξι τέτοια σωματίδια από δύο διαφορετικές τοποθεσίες». Η εξαγωγή γενικότερων συμπερασμάτων σχετικά με τη σταθερότητα των σωματιδίων του Τσερνομπίλ θα απαιτούσε τη συλλογή δειγμάτων από πολύ περισσότερες τοποθεσίες και την εξέταση πολύ περισσότερων σωματιδίων.
«Και ακόμα κι αν λαμβάναμε κάποιους μέσους όρους σε κάποιο σημείο, δεν θα μπορούσαμε να κάνουμε καθολικές δηλώσεις σχετικά με τους κινδύνους για την υγεία στην περιοχή», προειδοποιεί ο Weissenborn. «Επειδή ακόμα κι αν τα σωματίδια αποσυντίθενται με ένα σε μεγάλο βαθμό ομοιόμορφο μοτίβο, θα υπάρχουν πάντα ακραίες τιμές, πιο επίμονα σωματίδια, που θα απελευθερώνουν ραδιονουκλίδια σε μεταγενέστερο χρονικό σημείο».
Έτσι, δεν θα είναι δυνατή η άρση των περιορισμών στη Ζώνη Αποκλεισμού του Τσερνομπίλ σύντομα. Ωστόσο, αυτό δεν εμποδίζει την περαιτέρω έρευνα: οι Weissenborn και Hennig διεξάγουν ήδη συμπληρωματικά πειράματα στις εξαιρετικά ραδιενεργές υπερουράνιες φάσεις, στα κατάλοιπα αυτής της καταστροφής-ορόσημο.
www.worldenergynews.gr
