Чорнобильські "гарячі частинки" дослідили через 40 років після аварії: що стривожило вчених

Яке дослідження провели науковці

Аварія на Чорнобильській атомній електростанції (ЧАЕС) сталась 40 років тому (26 квітня 1986 року). Проте вчені досі вивчають її наслідки та радіоактивні уламки.

Так, спеціалісти з німецького Університету імені Лейбніца в Ганновері та Центру імені Гельмгольца в Дрездені-Россендорфі (HZDR) дослідили зразки шести так званих "гарячих частинок" розміром від 8 до 50 мікрометрів, відібраних в українському ґрунті.

Результати проведеного дослідження опублікували згодом у журналі Journal of Hazardous Materials.

На які класи розділяють "гарячі частинки"

"Існує три класи цих частинок", - розповів фізик та аспірант Ганноверського університету імені Лейбніца Тобіас Вайсенборн.

Перший клас - досі нагадує за хімічними та фізичними властивостями первинне ядерне паливо реактора у формі діоксиду урану.

Другий клас - виник ймовірно у результаті різкого стрибка температури в реакторі. Тоді розплавлене паливо міцно з'єдналося із захисним шаром металевого цирконію.

Такі частинки або повністю вкриті цирконієм, або "злилися" з металом (який спочатку оточував паливо).

Третій клас - сформувався внаслідок горіння (пожежі на графітовому сповільнювачі реактора Чорнобильської АЕС). Воно тривало впродовж 10 днів і призвело до утворення нестабільних сполук оксидів урану.

Йдеться про те, що паливо під час пожежі окислювалось й утворювало сполуки урану (зокрема октоксид триурану).

Вайсенборн зауважив, що така механічно нестабільна сполука швидко утворює мікроскопічні частинки, які легко розносяться вітром

При цьому їх вдихання становить серйозну небезпеку для здоров'я.

Як досліджували "гарячі частинки"

Щоб здійснити перший в історії фазовий аналіз подібних високорадіоактивних фрагментів, науковці помістили "гарячі частинки" на вольфрамові електроди.

Захищені кількома шарами ізоляції, зразки відправили на дослідницьку станцію у французькому місті Гренобль.

"Спершу ми мусили з'ясувати, як дослідити структуру частинок", - зізнався дослідник HZDR і кристалограф доктор Крістоф Генніг.

Зрештою спеціалісти "повністю обертали частинки в рентгенівському промені, сфокусованому до 100 мікрометрів - приблизно товщини людської волосини".

"Ми виміряли кожну частинку з 2,000 різних кутів, щоб безперервно зафіксувати всі відбиття (рентгенівських променів від внутрішньої структури матеріалу, - Ред.)", - поділився Генніг.

Що виявили в результаті дослідження

Використовуючи такий підхід, дослідники змогли експериментально виявити у зразках різні оксидні фази.

Науковців здивувало, що кристалічна структура ядерного палива у досліджених частинках досі залишається здебільшого незмінною.

Це означає, що наслідки аварії на ЧАЕС "хімічно більш стабільні", ніж припускалося раніше.

Водночас частинки утримують продукти поділу "в собі", що може бути гарною новиною для ґрунтів і води навколо Чорнобиля.

"Кожна окрема частинка має різну структуру... В нашому експерименті було досліджено лише шість таких частинок із двох різних місць", - зауважив Вайсенборн.

Отже, формування більш загальних висновків щодо стабільності чорнобильських частинок - вимагатиме збору та дослідження більшої кількості зразків із набагато більшої кількості місць.

"І навіть якби ми отримали якісь середні значення в якийсь момент, ми все одно не змогли б робити універсальні заяви щодо ризиків для здоров'я в регіоні", - констатував Вайсенборн.

Він пояснив це тим, що "навіть якщо частинки розпадаються за переважно однаковою схемою" - завжди будуть "аномалії, більш стійкі частинки, які вивільнятимуть радіонукліди пізніше".