Исследователи из Германии изучили радиоактивные «горячие частицы», найденные в образцах почвы с территории Украины. Их размеры составляют всего от 8 до 50 микрометров, однако даже спустя 40 лет после Чернобыльской аварии они сохраняют высокую радиоактивность.
Во время разрушения реактора экстремальные температуры расплавили часть ядерного топлива и смешали его с окружающими материалами. Поэтому среди исследованных фрагментов встречаются как частицы, по составу близкие к исходному диоксиду урана, так и соединения топлива с цирконием — металлом, использовавшимся в оболочках топливных элементов.
Для исследования внутренней структуры ученые использовали синхротронное рентгеновское излучение. Каждую частицу вращали внутри сфокусированного пучка и изучали примерно под 2000 различными углами, что позволило определить содержащиеся в ней кристаллические фазы.
Анализ показал, что в некоторых образцах структура первоначального ядерного топлива практически не изменилась за четыре десятилетия. Такая устойчивость может помогать удерживать продукты деления внутри микроскопических фрагментов, замедляя их попадание в окружающую почву и воду.
Однако долговечность частиц имеет и обратную сторону. Если радиоактивные вещества остаются заключенными внутри стабильной структуры, их высвобождение может продолжаться в течение значительно более длительного времени, что необходимо учитывать при прогнозировании дальнейшего поведения загрязнений.
Исследователи подчеркивают, что пока изучены всего шесть частиц, полученных из двух мест. Каждый такой фрагмент может иметь собственный состав и историю формирования, поэтому результаты нельзя распространять на всю Чернобыльскую зону отчуждения или использовать для общей оценки ее безопасности.
Ученые уже продолжают исследования, уделяя особое внимание высокорадиоактивным трансурановым соединениям. Их изучение должно помочь лучше понять, как остатки топлива Чернобыльской АЭС будут изменяться и распространять радионуклиды спустя десятилетия после катастрофы.
