Через майже чотири десятиліття після аварії на Чорнобильській атомній електростанції в довкіллі залишаються радіоактивні мікрочастинки, здатні зберігати особливості первинного ядерного палива. Нове дослідження показало, що окремі фрагменти так званих «гарячих частинок» не руйнуються так швидко, як припускали попередні оцінки. Їхня кристалічна структура та хімічні властивості можуть залишатися стабільними протягом десятиліть.
Висновки зробили науковці з німецьких дослідницьких установ, зокрема Університету імені Лейбніца в Ганновері та Центру імені Гельмгольца в Дрездені-Россендорфі. Для вивчення зразків застосували синхротронну рентгенівську дифракцію — метод, який дає змогу детально проаналізувати будову речовини на мікроскопічному рівні.
Дослідники наголошують, що йдеться не про великі уламки реактора, а про частинки розміром лише від кількох до кількох десятків мікрометрів. Водночас невеликий розмір не означає відсутність небезпеки. Якщо такі частинки потрапляють у повітря, воду чи ґрунт, вони можуть переноситися на певні відстані, а в разі вдихання — затримуватися в організмі.
Що з’ясували під час аналізу чорнобильських частинокДля дослідження відібрали шість мікроскопічних фрагментів із двох ділянок Чорнобильської зони відчуження. Розмір зразків становив приблизно від 8 до 50 мікрометрів. Попри тривалий вплив води, кисню, температурних коливань і природних процесів у ґрунті, частина частинок зберегла структуру, близьку до тієї, яку мало ядерне паливо до аварії.
Науковці умовно поділили виявлені зразки на три основні групи. До першої групи належать частинки, схожі за своїми властивостями на діоксид урану. Саме ця сполука була основою палива в реакторі. Її присутність у майже незміненому вигляді свідчить про те, що деякі фрагменти після вибуху та пожежі не зазнали повного руйнування.
Другу групу становлять частинки, вкриті цирконієм або з’єднані з металевою оболонкою. Цирконієві сплави використовувалися для виготовлення оболонок паливних елементів. Під час аварії паливо, оболонка та інші матеріали могли сплавитися під дією надзвичайно високих температур. Так утворилися складні багатокомпонентні фрагменти, які виявилися стійкішими до подальшого руйнування.
Третя група пов’язана з продуктами горіння графітового сповільнювача. Під час тривалої пожежі в реакторі відбувалися процеси окислення, що вплинули на форму та склад радіоактивних матеріалів. Такі частинки можуть бути легшими й краще переноситися потоками повітря, що особливо важливо для оцінки ризиків під час лісових пожеж, сильного вітру або проведення робіт у забруднених районах.
Виявлені відмінності між частинками мають принципове значення. Радіоактивний матеріал у довкіллі поводиться не як однорідна маса. Одні фрагменти можуть швидше втрачати цілісність, тоді як інші здатні роками утримувати радіонукліди всередині стабільної структури.
Чому стабільність «гарячих частинок» викликає занепокоєнняПісля аварії вважалося, що з часом радіоактивні матеріали поступово руйнуватимуться під впливом природних факторів. Проте нові результати демонструють: цей процес може бути нерівномірним і значно складнішим. Якщо частинка залишається структурно стабільною, радіонукліди можуть довше утримуватися в ній, а їхнє вивільнення відбуватиметься поступово.
Така особливість ускладнює прогнозування радіаційної ситуації.
В окремій точці забруднення може тривалий час залишатися відносно стабільним, а згодом змінитися через механічне руйнування фрагмента, переміщення ґрунту або дію вологи. У результаті радіоактивні елементи здатні потрапляти до навколишнього середовища не одночасно, а кількома хвилями.
Окрему небезпеку становлять частинки, які можуть підійматися в повітря. Це можливо під час лісових пожеж, сильних поривів вітру, висихання верхнього шару ґрунту або проведення земляних робіт. Потрапляння радіоактивного пилу до організму через дихальні шляхи вважається одним із найнебезпечніших сценаріїв, адже джерело опромінення може тривалий час залишатися всередині тканин.
Водночас результати дослідження не означають, що вся територія навколо Чорнобиля однаково небезпечна або що рівень радіації там постійно зростає. Ризик залежить від конкретної ділянки, складу частинок, погодних умов, типу ґрунту та способу контакту з радіоактивним матеріалом. Саме тому перебування в зоні відчуження має відбуватися лише за встановленими правилами та під контролем фахівців.
Дослідження триватимуть для точнішої оцінки наслідків
Науковці підкреслюють, що шість проаналізованих зразків не можуть повністю описати всі види радіоактивних частинок, які утворилися під час аварії. Зона відчуження має складну історію забруднення, а властивості мікрофрагментів можуть відрізнятися залежно від відстані до реактора, напрямку поширення викидів, типу поверхні та природних умов.
Для точніших висновків необхідно дослідити більше зразків із різних частин території. Важливо також спостерігати за ними в динаміці: визначати, як змінюється кристалічна структура, чи вивільняються радіонукліди у воду та ґрунт, а також за яких умов частинки можуть потрапляти в повітря.
Такі дослідження мають практичне значення не лише для Чорнобильської зони. Отримані дані допомагають удосконалювати моделі поширення радіоактивних матеріалів після ядерних аварій, планувати моніторинг територій і прогнозувати наслідки можливих пожеж або природних змін. Особливо важливо враховувати не тільки період напіврозпаду окремих радіонуклідів, а й фізичну форму матеріалу, у якому вони зберігаються.
Аварія на Чорнобильській АЕС сталася 26 квітня 1986 року, однак її наслідки залишаються предметом наукового вивчення й сьогодні. Нові дані свідчать, що навіть через 40 років у довкіллі можуть зберігатися мікроскопічні фрагменти з первинною структурою ядерного палива. Це ще раз підтверджує: радіаційні наслідки масштабних техногенних катастроф потребують тривалого контролю, системного моніторингу та обережного ставлення до будь-яких робіт на забруднених територіях.
