Последствия аварии на Чернобыльской АЭС оказались не такими, как считалось десятилетиями

Что обнаружили ученые спустя четыре десятилетия

Немецкие исследователи выяснили, что некоторые микроскопические частицы ядерного топлива, попавшие в окружающую среду после аварии на Чернобыльской атомной электростанции, сохранили значительную часть своей первоначальной кристаллической структуры.

Это свидетельствует о том, что отдельные фрагменты топлива оказались более устойчивыми к химическим изменениям, чем предполагалось ранее.

Результаты научной работы опубликованы в международном журнале Journal of Hazardous Materials.

Открытие представляет интерес для специалистов, изучающих долгосрочные последствия радиоактивного загрязнения.

Дело в том, что скорость разрушения частиц непосредственно влияет на то, насколько быстро содержащиеся в них радиоактивные вещества могут высвобождаться и попадать в окружающую среду.

Почему радиоактивные частицы ведут себя по-разному

После разрушения реактора Чернобыльской АЭС в 1986 году в окружающую среду попали многочисленные микроскопические фрагменты ядерного топлива.

Часть этих материалов осела в почве, где продолжает находиться спустя десятилетия после катастрофы.

Однако поведение радиоактивных частиц существенно различается.

Некоторые из них постепенно разрушаются под воздействием окружающей среды, в результате чего содержащиеся внутри радионуклиды могут высвобождаться.

Другие частицы обладают более устойчивой структурой и способны значительно дольше удерживать радиоактивные вещества.

Поэтому для оценки долгосрочных последствий аварии ученым необходимо учитывать не только химический состав загрязняющих материалов, но и особенности их внутреннего строения.

Как проводилось исследование

В научной работе участвовали специалисты из Ганновера и Центра имени Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе.

Для изучения они отобрали шесть микроскопических частиц, извлеченных из загрязненной почвы.

Размер исследованных фрагментов составлял от 8 до 50 микрометров. Для сравнения: один микрометр равен одной тысячной миллиметра.

Из-за чрезвычайно малых размеров исследовать такие материалы обычными методами затруднительно.

Поэтому ученые использовали синхротрон в Гренобле — научную установку, позволяющую получать интенсивное рентгеновское излучение.

С помощью анализа рассеяния рентгеновских лучей специалисты определили, какие кристаллические структуры сохранились внутри радиоактивных фрагментов.

Это позволило исследовать внутреннее строение частиц и оценить степень изменений, произошедших за десятилетия пребывания в почве.

Какие материалы сохранились после аварии

Исследование показало, что радиоактивные частицы, образовавшиеся при разрушении реактора, имеют неодинаковый состав.

Некоторые фрагменты по своим характеристикам близки к первоначальному ядерному топливу, основу которого составлял диоксид урана.

Другие частицы сформировались при взаимодействии топлива с материалами циркониевой оболочки, которая использовалась в конструкции топливных элементов реактора.

В отдельных случаях топливные материалы сплавлялись с цирконием либо оказывались заключенными внутри образовавшихся структур.

Кроме того, во время пожара на атомной электростанции возникали другие оксиды урана, обладающие различной устойчивостью к воздействию окружающей среды.

Некоторые из этих соединений способны сравнительно легко распадаться на более мелкие фрагменты.

Однако исследованные немецкими учеными частицы продемонстрировали значительную сохранность первоначальной структуры топлива.

Почему результаты оказались важными

Главный результат исследования заключается в том, что отдельные частицы ядерного топлива оказались химически устойчивее, чем предполагалось ранее.

Несмотря на десятилетия пребывания в окружающей среде, они сохранили существенную часть своего первоначального кристаллического строения.

Такая устойчивость может замедлять процесс разрушения частиц и, соответственно, высвобождение содержащихся внутри радионуклидов.

Это имеет значение для прогнозирования того, как радиоактивные вещества будут распространяться в почве и других компонентах окружающей среды в долгосрочной перспективе.

Однако специалисты подчеркивают важное обстоятельство: химическая устойчивость не означает радиационную безопасность.

Даже если частица медленно разрушается, содержащиеся в ней радиоактивные вещества продолжают представлять потенциальную опасность.

Поэтому обнаруженная особенность не свидетельствует об исчезновении последствий Чернобыльской катастрофы или о снижении радиоактивности исследованных материалов.

Можно ли распространить открытие на всю Чернобыльскую зону

Ученые обращают внимание на ограничения проведенной работы.

Исследование охватывало всего шесть частиц, поэтому делать выводы о поведении всех радиоактивных материалов, находящихся в зоне отчуждения, пока преждевременно.

Разные частицы могли образоваться при различных температурах и условиях разрушения реактора, а их дальнейшее состояние зависит от химического состава и воздействия окружающей среды.

Полученные результаты могут использоваться для уточнения научных моделей, позволяющих прогнозировать долговременное загрязнение территорий после ядерных аварий.

При этом для более полной оценки поведения чернобыльских радиоактивных материалов потребуется изучение большего количества образцов.