Прошло уже 40 лет с момента самой масштабной ядерной катастрофы в истории, но ученые до сих пор исследуют радиоактивные частицы, разнесенные взрывом на Чернобыльской АЭС, чтобы выяснить, что осталось от разбросанного ядерного топлива и в каком состоянии оно находится. Понимание того, как эти частицы выдержали десятилетия воздействия погодных условий и радиоактивного распада, важно для оценки безопасности атомных электростанций в будущем.
Кроме того, такие исследования помогут определить, когда пребывание на территории Чернобыльской зоны станет безопасным без специальной защитной одежды. И, как пишет издание Science Alert, больше всего исследователей удивила необычайная устойчивость структуры радиоактивных частиц. Она сохранилась значительно лучше, чем ожидали учёные. Это означает, что большая часть радиоактивных веществ до сих пор остаётся заключённой внутри, а не высвобождается в окружающую среду
Исследование провели учёные из Ганноверского университета имени Лейбница и Центра Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) в Германии. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Hazardous Materials. В целом исследователи проанализировали шесть частиц ядерного топлива, разделив их на три группы в зависимости от того, каким изменениям они подверглись во время аварии на реакторе. Некоторые частицы, например, расплавились и соединились со своим циркониевым покрытием.
Каждый из этих типов частиц имеет свой химический состав, от которого зависит, как именно они разрушаются со временем. Размер исследованных образцов составлял всего 8–50 микрометров, то есть в одном миллиметре поместилось бы не менее 20 таких частиц. Все образцы были собраны на территории Чернобыльской зоны отчуждения.
Чтобы исследовать внутреннее строение этих микроскопических частиц, ученые применили метод дифракционного анализа. Он позволяет определить атомную кристаллическую структуру материала по тому, как от него отражается рентгеновское излучение. "В итоге мы полностью вращали каждую частицу в рентгеновском луче, сфокусированном до диаметра 100 микрометров — примерно такой толщины человеческий волос. Мы измеряли каждую частицу под 2000 различными углами, чтобы зафиксировать все дифракционные отражения без пропусков", — пояснил кристаллограф Кристоф Хеннинг из Центра Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе
Во всех трех группах частиц исследователи обнаружили, что структура, удерживающая ядерное топливо, в основном осталась неповрежденной. Это свидетельствует о том, что такие частицы химически более устойчивы, чем считалось ранее. Исследование также помогло лучше понять внутреннее строение различных групп частиц и выяснить, как авария и последующие химические реакции изменили состав кристаллов ядерного топлива.
Однако у этой ситуации есть и другая сторона. Радиоактивные вещества никуда не исчезли, а значит, частицы будут оставаться опасными ещё на протяжении десятилетий. Вдыхание такой пыли и в дальнейшем будет представлять серьёзную угрозу для здоровья. Кроме того, ветер, эрозия почвы или проходящие мимо животные могут вновь поднимать частицы в воздух.
Исследователи также признают ограниченность своей работы: шесть частиц, собранных лишь в двух местах, — это слишком малая выборка для серьезных выводов. Чтобы полноценно оценить нынешние риски на территории Чернобыля, необходимы гораздо более масштабные исследования и данные, собранные в течение более длительного времени.
