Сюрприз из Чернобыля: ученые обнаружили деталь в разрушенном реакторе, меняющую представление об аварии

Спустя 40 лет после аварии на Чернобыльской АЭС частицы ядерного топлива, выброшенные из разрушенного реактора, оказались значительно более стабильными, чем предполагали ранее. Это может помочь более точно оценивать риски, связанные с радиоактивным загрязнением.

Об этом говорится в исследовании ученых из Лейбницкого университета в Ганновере и Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф, опубликованном в Phys.org.

Ученые исследовали шесть высокорадиоактивных фрагментов, попавших в окружающую среду после аварии 1986 года. Речь идет о так называемых «горячих частицах» размером от 8 до 50 микрометров, которые до сих пор остаются радиоактивными.

По словам физика Тобиаса Вайссенборна, такие частицы можно условно поделить на три типа. Одни по составу все еще похожи на ядерное топливо — диоксид урана. Остальные частично или полностью покрыты цирконием или сплавлены с ним.

Третий тип образовался при пожаре графитового замедлителя в реакторе. Из-за высокой температуры топливо окислялось с образованием различных оксидов урана, в частности U₃O₈. Такие соединения могут быть механически неустойчивыми и распадаться на очень мелкие частицы, способные переносить ветер.

Что показало исследование

Для анализа ученые использовали синхротронную рентгеновскую дифракцию. Частицы выделили из образцов грунта, собранного в Украине, закрепили на вольфрамовых электродах и доставили в Гренобль.

Каждую частицу исследовали примерно под 2000 разными углами, чтобы получить подробную картину ее внутренней структуры.

Результат оказался неожиданным: кристаллическая структура ядерного топлива в исследованных фрагментах в основном сохранилась даже четыре десятилетия спустя.

Это означает, что остатки аварии могут быть химически более стабильными, чем считалось ранее. Частицы способны содержать внутри продукты деления, а значит, радионуклиды могут не так быстро попадать в почву и воду.

Впрочем, учёные предостерегают от слишком широких выводов.

"Каждая отдельная частица имеет свою уникальную структуру", - подчеркнул Вайссенборн.

Исследователи проанализировали всего шесть частиц из двух разных мест. Чтобы оценить общую стабильность чернобыльских «горячих частиц», нужно изучить гораздо больше образцов из разных районов.

Даже в таком случае, как отмечают ученые, невозможно будет дать универсальную оценку рисков для здоровья. Часть фрагментов может разрушаться быстрее, в то время как другие будут оставаться стабильными и высвобождать радионуклиды значительно позже.

Поэтому новые результаты не означают, что ограничения в Чернобыльской зоне отчуждения можно отменить. В то же время они позволяют лучше понять, как ведут себя остатки ядерного топлива спустя десятилетия после аварии.

Ученые уже продолжают исследование и планируют изучать высокорадиоактивные трансурановые фазы, которые сохранились после катастрофы.