Τέσσερις δεκαετίες μετά την πυρηνική καταστροφή του Τσερνόμπιλ, μικροσκοπικά ραδιενεργά σωματίδια εξακολουθούν να παραμένουν διασκορπισμένα στο γύρω έδαφος. Οι εκρήξεις που κατέστρεψαν τον αντιδραστήρα απελευθέρωσαν τεράστιες ποσότητες υπολειμμάτων, αφήνοντας πίσω μόλυνση που εξακολουθεί να εγκυμονεί σοβαρούς κινδύνους για την υγεία. Ακόμη και μετά από 40 χρόνια, σωματίδια μεγέθους μόλις 8 έως 50 μικρομέτρων παραμένουν εξαιρετικά ραδιενεργά, ενώ η είσοδος στις πληγείσες περιοχές εξακολουθεί να απαιτεί προστατευτικό ρουχισμό. Οι επιστήμονες εξέτασαν τώρα πιο προσεκτικά αυτά τα μικροσκοπικά υπολείμματα και ανακάλυψαν ένα εκπληκτικό εύρημα: ορισμένα έχουν διατηρήσει μεγάλο μέρος της αρχικής εσωτερικής τους δομής, παρά τις δεκαετίες έκθεσής τους στο περιβάλλον.
«Υπάρχουν τρεις κατηγορίες αυτών των σωματιδίων», εξηγεί ο Tobias Weissenborn, φυσικός και υποψήφιος διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο Leibniz του Ανόβερου. «Πρώτον, υπάρχουν σωματίδια που εξακολουθούν να μοιάζουν χημικά και φυσικά σε μεγάλο βαθμό με το πυρηνικό καύσιμο, το διοξείδιο του ουρανίου. Στη συνέχεια, υπάρχουν σωματίδια που είναι εν μέρει ή πλήρως εγκλεισμένα σε ένα στρώμα ζιρκονίου ή έχουν συγχωνευθεί πλήρως με αυτό». Η δεύτερη κατηγορία δημιουργήθηκε εξαιτίας των εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών που αναπτύχθηκαν στο εσωτερικό του αντιδραστήρα. Καθώς το πυρηνικό καύσιμο έλιωνε, αναμείχθηκε με το ζιρκόνιο, ένα ιδιαίτερα ανθεκτικό μέταλλο που χρησιμοποιείται στο προστατευτικό εξωτερικό περίβλημα του καυσίμου. «Ο τρίτος τύπος σωματιδίων δημιουργήθηκε όταν έπιασε φωτιά ο γραφίτης που χρησιμοποιείται ως επιβραδυντής νετρονίων», προσθέτει ο Weissenborn.
Υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας, ο γραφίτης επιβραδύνει τα γρήγορα νετρόνια, συμβάλλοντας στη διατήρηση της πυρηνικής αλυσιδωτής αντίδρασης. Κατά τη διάρκεια της καταστροφής, ωστόσο, ο γραφίτης αναφλέχθηκε και συνέχισε να καίγεται για δέκα ημέρες. «Κατά τη διαδικασία αυτή, το καύσιμο οξειδώθηκε και μετατράπηκε σε διάφορα οξείδια του ουρανίου», όπως το U₃O₈.
Σε αντίθεση με πιο σταθερά υλικά, αυτό το οξείδιο του ουρανίου είναι μηχανικά εύθραυστο και μπορεί εύκολα να διασπαστεί σε μικροσκοπικά θραύσματα. Στη συνέχεια, ο άνεμος μπορεί να μεταφέρει αυτά τα ραδιενεργά σωματίδια στο περιβάλλον, όπου η εισπνοή τους εγκυμονεί σοβαρούς κινδύνους για την υγεία, σύμφωνα με πληροφορίες του ScienceDaily.
Οι επιστήμονες εξετάζουν τη ραδιενεργή σκόνη του Τσερνόμπιλ με πρωτοφανή λεπτομέρεια
Παρά τις δεκαετίες έρευνας, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην κατανοούν πλήρως γιατί τα ραδιενεργά σωματίδια από το Τσερνόμπιλ διασπώνται με διαφορετικούς ρυθμούς. Καθώς αυτά τα υλικά αλλοιώνονται από τις περιβαλλοντικές συνθήκες, μπορούν να σχηματίσουν διάφορες μορφές οξειδίων του ουρανίου, γεγονός που δυσκολεύει την πρόβλεψη της μακροπρόθεσμης συμπεριφοράς τους. Η διερεύνηση αυτών των μεταβολών απαιτεί εξαιρετικά ακριβή εξοπλισμό, συμπεριλαμβανομένης της περίθλασης ακτίνων Χ με χρήση σύγχροτρον, μιας τεχνικής που αποκαλύπτει τη διάταξη των ατόμων στο εσωτερικό των κρυσταλλικών υλικών.
Ο δρ Christoph Hennig, κρυσταλλογράφος στο Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), ολοκλήρωσε τώρα την πρώτη επιτυχημένη δομική ανάλυση ραδιενεργών θραυσμάτων αυτού του είδους στη γραμμή δέσμης Rossendorf, στη Γκρενόμπλ. Σε συνεργασία με τον Weissenborn, ο Hennig ανέλυσε έξι σωματίδια που συλλέχθηκαν από την περιοχή του Τσερνόμπιλ. Εντοπίζοντας τις διαφορετικές κρυσταλλικές φάσεις στο εσωτερικό τους, οι ερευνητές απέκτησαν πληροφορίες που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό του ρυθμού με τον οποίο οι ραδιενεργές ουσίες διαφεύγουν στο περιβάλλον.
«Οι συνάδελφοί μου από το Ανόβερο κι εγώ χρησιμοποιήσαμε διάφορες μεθόδους για να απομονώσουμε τα σωματίδια από δείγματα ουκρανικού εδάφους και να τα στερεώσουμε σε ηλεκτρόδια βολφραμίου», εξηγεί ο Weissenborn.
Επειδή τα δείγματα ήταν εξαιρετικά ραδιενεργά, έπρεπε να εγκλειστούν μέσα σε πολλαπλά στρώματα περιορισμού της ραδιενέργειας πριν μεταφερθούν στη Γκρενόμπλ. Εκεί, η ερευνητική ομάδα του Hennig χρησιμοποίησε περίθλαση ακτίνων Χ για να εξετάσει τις εσωτερικές δομές τους, μετρώντας τον τρόπο με τον οποίο οι ακτίνες Χ σκεδάζονταν καθώς περνούσαν μέσα από το υλικό. «Πρώτα, έπρεπε να βρούμε πώς θα εξετάζαμε τη δομή των σωματιδίων», εξηγεί ο Christoph Hennig. «Τελικά, περιστρέψαμε πλήρως τα σωματίδια μέσα σε μια δέσμη ακτίνων Χ εστιασμένη σε διάμετρο 100 μικρομέτρων - περίπου όσο είναι το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας. Μετρήσαμε κάθε σωματίδιο από 2.000 διαφορετικές γωνίες, ώστε να καταγράψουμε με ολοκληρωμένο τρόπο όλες τις ανακλάσεις».
Οι μετρήσεις επέτρεψαν στους επιστήμονες να διακρίνουν διαφορετικές φάσεις οξειδίων του ουρανίου μέσα στα ραδιενεργά θραύσματα, αποκαλύπτοντας λεπτομέρειες που μέχρι τότε δεν ήταν δυνατό να διερευνηθούν.
Μια εκπληκτική ανακάλυψη σχετικά με τη ραδιενεργή μόλυνση που υπάρχει εδώ και 40 χρόνια
Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν κάτι απροσδόκητο. Παρά το γεγονός ότι παρέμεινε στο περιβάλλον επί τέσσερις δεκαετίες, το πυρηνικό καύσιμο μέσα στα έξι σωματίδια που εξετάστηκαν είχε διατηρήσει μεγάλο μέρος της αρχικής κρυσταλλικής δομής του. Αυτό υποδηλώνει ότι τουλάχιστον ένα μέρος των ραδιενεργών υπολειμμάτων που δημιουργήθηκαν από την καταστροφή του Τσερνόμπιλ είναι χημικά σταθερότερο από ό,τι πίστευαν προηγουμένως οι ερευνητές.
Αυτή η σταθερότητα θα μπορούσε να έχει σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Αντί να απελευθερώνουν γρήγορα ραδιενεργές ουσίες, τα σωματίδια φαίνεται ότι είναι ικανά να συγκρατούν προϊόντα σχάσης στο εσωτερικό της δομής τους. Εάν αυτή η συμπεριφορά παρατηρείται ευρύτερα, θα μπορούσε να συμβάλει στον περιορισμό της μετακίνησης ραδιενεργών ρύπων στο γειτονικό έδαφος και νερό. Ωστόσο, οι ερευνητές τονίζουν ότι τα ευρήματά τους δεν πρέπει να ερμηνευθούν ως απόδειξη ότι η ραδιενεργή μόλυνση του Τσερνόμπιλ γίνεται ακίνδυνη.
«Ωστόσο, κάθε σωματίδιο έχει διαφορετική δομή», προειδοποιεί ο Weissenborn, «και το πείραμά μας εξέτασε μόνο έξι τέτοια σωματίδια από δύο διαφορετικές τοποθεσίες».
Το σχετικά μικρό δείγμα σημαίνει ότι τα ευρήματα δεν μπορούν ακόμη να προσδιορίσουν τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται τα ραδιενεργά σωματίδια σε ολόκληρη τη μολυσμένη περιοχή. Για να κατανοήσουν πληρέστερα τη σταθερότητά τους, οι επιστήμονες θα πρέπει να εξετάσουν πολλά περισσότερα σωματίδια, τα οποία θα έχουν συλλεχθεί από ένα πολύ ευρύτερο φάσμα τοποθεσιών.
Γιατί η ραδιενεργή κληρονομιά του Τσορνόμπιλ παραμένει απρόβλεπτη
Ακόμη και με σημαντικά περισσότερα δεδομένα, η πρόβλεψη των μακροπρόθεσμων κινδύνων που συνδέονται με τα ραδιενεργά υπολείμματα του Τσερνόμπιλ θα εξακολουθούσε να είναι δύσκολη. Τα μεμονωμένα σωματίδια μπορεί να διαφέρουν ως προς τη σύσταση, τη δομή και την αντοχή τους στη φθορά από τις περιβαλλοντικές συνθήκες, γεγονός που ενδέχεται να επηρεάζει το πότε θα απελευθερώσουν ραδιενεργά υλικά.
«Και ακόμη κι αν καταφέρναμε κάποια στιγμή να υπολογίσουμε ορισμένους μέσους όρους, και πάλι δεν θα μπορούσαμε να διατυπώσουμε καθολικά συμπεράσματα σχετικά με τους κινδύνους για την υγεία στην περιοχή», προειδοποιεί ο Weissenborn. «Επειδή, ακόμη κι αν τα σωματίδια διασπώνται με σχετικά ομοιόμορφο τρόπο, θα υπάρχουν πάντα εξαιρέσεις: πιο ανθεκτικά σωματίδια, τα οποία θα απελευθερώνουν ραδιονουκλίδια σε μεταγενέστερο χρονικό σημείο».
Αυτά τα ανθεκτικά σωματίδια θα μπορούσαν να συνεχίσουν να απελευθερώνουν ραδιενεργές ουσίες πολύ καιρό αφότου άλλα υπολείμματα έχουν διασπαστεί, περιπλέκοντας τις προσπάθειες αξιολόγησης της μελλοντικής μόλυνσης και των κινδύνων για την υγεία. Για τον λόγο αυτό, τα νέα ευρήματα δεν υποδηλώνουν ότι οι περιορισμοί στη Ζώνη Αποκλεισμού του Τσορνόμπιλ μπορούν να αρθούν σύντομα.
Η έρευνα σχετικά με τις μακροχρόνιες συνέπειες της καταστροφής συνεχίζεται. Ο Weissenborn και ο Hennig πραγματοποιούν ήδη πρόσθετα πειράματα που επικεντρώνονται σε εξαιρετικά ραδιενεργές φάσεις υπερουρανίων στοιχείων, οι οποίες εντοπίζονται στα εναπομείναντα υπολείμματα. Η εργασία τους θα μπορούσε να προσφέρει μια σαφέστερη εικόνα για το πώς μεταβάλλονται τα πυρηνικά υλικά του Τσορνόμπιλ με την πάροδο του χρόνου και για το πόσο καιρό ενδέχεται να επιμείνουν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις τους.
www.worldenergynews.gr
