بعدی- برخی از بقایای رادیواکتیو چرنوبیل بیش از آنچه دانشمندان انتظار داشتند، ماندگار هستند و سرنخ‌هایی درباره زمان انتشار مواد محبوس شده در داخل آن در محیط ارائه می‌دهند.
به گزارش به گزارش میهن تجارت به نقل از سای تک دیلی، گرد و غبار رادیواکتیو هنوز هم خاک اطراف چرنوبیل را چهار دهه پس از انفجار رآکتور هسته ای در اوکراین در سال 1986 آلوده می کند. این قطعات فقط 8 تا 50 میکرومتر قطر دارند و هنوز به شدت رادیواکتیو هستند. ارزیابی خطرات آنها مستلزم درک میزان پوسیدگی و انتشار مواد رادیواکتیو است، اما دانشمندان هنوز نمی توانند به طور کامل توضیح دهند که چرا این “ذرات داغ” با سرعت های مختلف در هوا منتشر می شوند.
تجزیه و تحلیل شش قطعه توسط محققان دانشگاه لایبنیتز هانوفر و هلمهولتز-درسدن-روسندورف (HZDR) نشان داد که ساختار کریستالی سوخت هسته ای تا حد زیادی دست نخورده باقی مانده است. ذرات مورد بررسی از نظر شیمیایی پایدارتر از آنچه قبلاً تصور می شد، هستند و محصولات شکافت را حفظ می کنند، موادی که هنگام شکافتن هسته های اتم ایجاد می شوند. این می تواند انتشار مواد رادیواکتیو در خاک و آب اطراف را محدود کند، در حالی که به محققان کمک می کند تا ارزیابی های خطر این ذرات را اصلاح کنند.
2000 زاویه ساختار هر ذره را نشان می دهد
بررسی قطعات به آزمایش‌های پیچیده پراش پرتو ایکس سنکروترون نیاز داشت که ساختار درونی ماده را از طریق پراکندگی پرتوهای ایکس نشان می‌دهد. دکتر کریستف هنیگ، محقق و کریستالوگراف HZDR، اولین تحقیق موفق ساختاری از این نوع را در خط تیر راسندورف در گرنوبل، با همکاری توبیاس وایسنبورن، فیزیکدان و دانشجوی دکترا در دانشگاه لایبنیتس هانوفر انجام داد.
ویسنبورن توضیح می‌دهد: «من و همکارانم از هانوفر از روش‌های مختلفی برای جداسازی ذرات از نمونه‌های خاک اوکراین و اتصال آنها به الکترودهای تنگستن استفاده کردیم. این تیم نمونه‌ها را قبل از ارسال به گرنوبل برای بررسی توسط تیم هنیگ در چندین لایه مهر و موم کردند.
هنینگ توضیح می‌دهد: «اول باید بفهمیم که چگونه ساختار ذرات را بررسی کنیم. در نهایت، ما ذرات را به طور کامل در یک پرتو اشعه ایکس با تمرکز تا 100 میکرومتر – تقریباً به ضخامت یک موی انسان – چرخاندیم. ما هر ذره را از 2000 زاویه مختلف اندازه‌گیری کردیم تا همه بازتاب‌ها را به‌طور یکپارچه ثبت کنیم.»
این اندازه‌گیری‌ها به محققان این امکان را داد که فازهای اکسیدی مختلف یا اشکال کریستالی متمایز را در نمونه‌ها شناسایی کنند. این تجزیه و تحلیل فاز می تواند به تخمین میزان انتشار مواد رادیواکتیو توسط قطعات در هنگام تجزیه و تشکیل اکسیدهای مختلف اورانیوم کمک کند.
گرما و آتش سوخت را متحول کردند
ساختار ذرات منعکس کننده شرایط مختلفی است که سوخت در طول فاجعه تجربه کرده است. وایسنبورن توضیح می دهد: «سه دسته از این ذرات وجود دارد. اول، ذراتی وجود دارند که از نظر شیمیایی و فیزیکی هنوز بسیار شبیه سوخت هسته ای دی اکسید اورانیوم هستند. سپس ذراتی وجود دارند که به طور جزئی یا کامل در لایه زیرکونیوم خود قرار گرفته اند یا به طور کامل با آن ترکیب شده اند.
ذرات حاوی سوخت مذاب و زیرکونیوم زمانی تشکیل شدند که دمای داخل راکتور به طور چشمگیری افزایش یافت. گرما سوخت را ذوب کرد و آن را به یک لایه محافظ زیرکونیوم، فلزی بسیار مقاوم، که آن را احاطه کرده بود، چسباند.
Weisenborn می افزاید: «نوع سوم ذرات با مشتعل شدن بازدارنده گرافیت ایجاد شد. گرافیت معمولا سرعت نوترون های سریع را کاهش می دهد تا به حفظ واکنش زنجیره ای هسته ای کمک کند. در حین تصادف ده روز سوخت.
ویسنبورن توضیح می‌دهد: «در این فرآیند، سوخت به اکسیدهای مختلف اورانیوم اکسید شد. این اکسیدها شامل U3O8، یک ترکیب مکانیکی ناپایدار است که به راحتی به ذرات میکروسکوپی تجزیه می شود که می تواند توسط باد با خود ببرد. استنشاق چنین گرد و غبار رادیواکتیو خطرات جدی برای سلامتی دارد. برای ورود به مناطق آسیب دیده هنوز لباس محافظ لازم است.
شش ذره نمی تواند ایمنی منطقه را تضمین کند
پایداری مشاهده شده در شش قطعه بررسی شده لزوماً قابل تعمیم به کل منطقه آلوده نیست. Weissenborn هشدار می دهد: “ساختار هر یک از این ذرات با دیگری متفاوت است؛ علاوه بر این، آزمایش ما فقط شامل شش ذره از دو مکان مختلف بود.” برای به دست آوردن الگوهای جامع تر، تعداد بسیار بیشتری از ذرات جمع آوری شده از مکان های مختلف باید مورد مطالعه قرار گیرد.
وایزنبورن می افزاید: “حتی اگر در آینده به میانگین هایی دست پیدا کنیم، باز هم نمی توانیم اظهار نظر کلی در مورد خطرات سلامتی این منطقه داشته باشیم. زیرا حتی اگر روند پوسیدگی ذرات تا حد زیادی یکنواخت باشد، همیشه استثناهایی وجود خواهد داشت؛ یعنی ذرات پایدارتری که در زمان بعدی رادیونوکلئید آزاد می کنند.”
بنابراین، این یافته ها به هیچ وجه لغو محدودیت های «منطقه ممنوعه چرنوبیل» در آینده نزدیک را توجیه نمی کند. Weissenborn و Hennig اکنون در حال انجام آزمایش‌های اضافی بر روی فازهای “ترانس اورانیک” (ترانس اورانیک) و بسیار پرتوزای این بقایا هستند. فازهایی که حاوی عناصری با عدد اتمی بالاتر از اورانیوم هستند.
