Analiza sićušnih čestica nuklearnog goriva pokazala je da je njihova struktura znatno stabilnija nego što su naučnici očekivali. To znači da je najveći deo radioaktivnog materijala i dalje zarobljen unutar njih, ali i da će čestice ostati opasne decenijama.
Oglas
Prošlo je 40 godina od najteže nuklearne katastrofe u istoriji, a naučnici i dalje istražuju posledice eksplozije u Černobiljskoj nuklearnoj elektrani. Analizom radioaktivnih čestica koje su tokom nesreće izbačene iz reaktora, istraživači su pokušali da utvrde koliko se nuklearnog goriva očuvalo i u kakvom se stanju ono nalazi posle četiri decenije izloženosti atmosferskim uticajima i radioaktivnom raspadu, piše RTS.
Saznanja o tome kako su ove čestice podnele višedecenijsko izlaganje okolini važna su za procenu dugoročnih rizika po životnu sredinu, ali i za bolje razumevanje bezbednosti nuklearnih elektrana u budućnosti. Istraživanje bi moglo da pomogne naučnicima i da preciznije procene kada bi povratak na područje Černobilja bez zaštitnog odela mogao da bude bezbedan.
Najviše ih je iznenadila izuzetna postojanost strukture radioaktivnih čestica, koja se pokazala znatno stabilnijom nego što se ranije pretpostavljalo. To ukazuje na to da je najveći deo radioaktivnog materijala i dalje zarobljen unutar čestica, umesto da se oslobodi u okolinu.
Rezultate istraživanja objavili su naučnici sa Univerziteta „Lajbnic“ u Hanoveru i Centra „Helmholc“ u Drezdenu i Rosendorfu, u Nemačkoj.
Tri vrste čestica nastalih tokom nuklearne katastrofe
Istraživači su analizirali šest čestica nuklearnog goriva, koje su razvrstali u tri kategorije, u zavisnosti od toga šta im se dogodilo tokom eksplozije reaktora.
„Postoje tri klase ovih čestica“, objašnjava fizičar Tobijas Vajsenborn sa Univerziteta „Lajbnic“ u Hanoveru.
„Prvo, tu su čestice koje su po hemijskim i fizičkim svojstvima i dalje veoma slične nuklearnom gorivu, uranijum-dioksidu", dodaje.
Druga kategorija obuhvata čestice koje su delimično ili potpuno obavijene slojem cirkonijuma ili su se sa njim u potpunosti stopile. Treća vrsta nastala je kada se grafitni moderator, materijal koji se koristi za usporavanje neutrona u reaktoru, zapalio tokom nesreće.
Svaka od ovih kategorija ima drugačiji hemijski sastav, što može da utiče na način i brzinu razgradnje čestica.
Analizirane čestice bile su veličine od svega osam do 50 mikrometara. To znači da bi najmanje 20 takvih čestica moglo da stane u jedan milimetar. Sve su prikupljene unutar Černobiljske zone isključenja.
Da bi ispitali njihovu unutrašnju strukturu, naučnici su primenili metodu difrakcione analize. Na osnovu načina na koji se rendgenski zraci odbijaju od materijala, utvrdili su raspored atoma u kristalnoj strukturi čestica.
„Na kraju smo čestice u potpunosti rotirali u rendgenskom snopu fokusiranom na prečnik od 100 mikrometara – što je približno debljina ljudske vlasi“, objašnjava kristalograf Kristof Henig iz Centra „Helmholc“ u Drezdenu i Rosendorfu.
„Svaku česticu smo izmerili iz 2.000 različitih uglova kako bismo obuhvatili sve refleksije", rekao je Henig.
Rezultati su pokazali da je kod sve tri vrste čestica struktura u kojoj se nalazi nuklearno gorivo u velikoj meri ostala očuvana. To ukazuje na veću hemijsku stabilnost ovih čestica nego što se ranije pretpostavljalo.
Istraživanje je naučnicima pružilo i bolji uvid u način na koji su čestice sastavljene, odnosno u to kako su eksplozija i naknadne hemijske reakcije promenile sastav kristala nuklearnog goriva.
„Naši rezultati pokazuju da čestice nuklearnog goriva iz Černobilja predstavljaju izuzetno postojana skladišta radioaktivnog materijala“, navode istraživači u naučnom radu.
Prema njihovom tumačenju, ovakva postojanost mogla bi da bude povoljna sa stanovišta zagađenja životne sredine, jer znači da čestice možda oslobađaju radioaktivni materijal sporije nego što se ranije pretpostavljalo.
Međutim, to ne znači da je povratak na područje Černobilja bezbedan. Nalazi bi mogli da pomognu u preciznijoj proceni dugoročnih rizika, ali ne predstavljaju dokaz da je opasnost prošla.
Radioaktivne čestice ostaju opasne decenijama
Postojanost čestica ima i drugu stranu: radioaktivni materijal nije nestao, već se i dalje nalazi u njima. Zbog toga će one predstavljati opasnost još decenijama.
Udisanje ovih čestica i dalje može da bude izuzetno opasno po zdravlje. Osim toga, čestice koje se nalaze u zemljištu mogu ponovo da dospeju u vazduh usled vetra, erozije ili kretanja životinja.
Istraživači, međutim, upozoravaju da njihov rad ima i ograničenja. Analizirano je svega šest čestica, prikupljenih na dve lokacije, što je premali uzorak za donošenje opštih zaključaka o trenutnom nivou rizika u celoj Černobiljskoj zoni isključenja.
Za pouzdaniju procenu potrebno je prikupiti znatno više podataka i pratiti stanje tokom dužeg vremenskog perioda.
„Čak i kada bismo u nekom trenutku dobili određene prosečne vrednosti, i dalje ne bismo mogli da donosimo univerzalne zaključke o rizicima po zdravlje u tom području“, kaže Vajsenborn.
On dodaje da bi, čak i u slučaju da se čestice uglavnom razgrađuju na sličan način, uvek moglo da bude izuzetaka – postojanijih čestica koje će radionuklide oslobađati tek u kasnijem periodu.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Journal of Hazardous Materials.
Teme