Угроза до сих пор реальна: что рассказали ученым уникальные радиоактивные микрочастицы из ЧАЭС

Команда немецких ученых из Ганноверского университета имени Лейбница и Дрезденского центра имени Гельмгольца извлекла из украинской почвы шесть микроскопических радиоактивных образцов – так называемых "горячих частиц" размером от восьми до пятидесяти микрометров. Их подробный анализ позволил заглянуть внутрь материи и понять, как ведет себя выброшенное ядерное топливо после десятилетий пребывания в открытой среде, сообщает Phys.org.

Три типа радиоактивного следа

Анализ подтвердил, что разбросанные взрывом микрочастицы относятся к трем принципиально разным классам, каждый из которых зафиксировал отдельную фазу разрушения активной зоны. Первый класс представляет собой обломки первичного ядерного топлива в виде чистого диоксида урана, который практически не претерпел химических изменений во время катастрофы.

Второй класс образовался непосредственно в эпицентре термического удара: в момент колоссального скачка температуры расплавленное топливо вступило в реакцию с защитными трубками из металлического циркония. Такие частицы оказались прочно запеченными в циркониевую броню или полностью сплавленными с ней.

Последствия Чернобыльской катастрофы до сих пор очень опасны / Фото Phys.org

Наибольшую опасность представляет третий класс частиц, образовавшийся в пламени графитового пожара. Во время длительного горения замедлителя топливо интенсивно окислялось, образуя химически и механически нестабильные соединения, в частности октоксид триурана.

Из-за хрупкой структуры эти частицы со временем рассыпаются на микроскопическую пыль, которая легко уносится ветром и становится крайне опасной в случае попадания в дыхательные пути человека.

Как исследовали частицы

Чтобы исследовать столь мелкие радиоактивные объекты без риска их разрушения, ученые закрепили каждый образец на сверхтонких вольфрамовых электродах и покрыли многослойной изоляцией. После этого частицы доставили в специализированную исследовательскую лабораторию во французском городе Гренобль. Там образцы подвергли уникальному фазовому анализу: каждую пылинку плавно вращали в сфокусированном рентгеновском луче толщиной всего сто микрометров, производя высокоточные измерения под двумя тысячами различных углов.

Что выяснили физики

Послойное сканирование показало сложную мозаику различных оксидных фаз. Главный вывод исследования заключается в том, что кристаллическая структура самого ядерного топлива в большинстве образцов остается удивительно стабильной даже спустя 40 лет пребывания под открытым небом.

Опасные продукты ядерного деления в основном по-прежнему законсервированы внутри самой матрицы частиц. В то же время физики подчеркивают: чтобы сделать окончательные выводы относительно долгосрочной радиологической безопасности региона и оценить потенциальные угрозы для здоровья людей, необходимо расширить географию отбора проб и исследовать значительно большее количество чернобыльской почвы.