یافته‌ای شگفت‌انگیز در چرنوبیل: ذرات سوخت هسته‌ای پس از ۴۰ سال هنوز دست‌نخورده باقی مانده‌اند
چهل سال پس از وقوع فاجعه هسته‌ای چرنوبیل، محققان به این نتیجه رسیده‌اند که ذرات میکروسکوپی سوخت هسته‌ای پراکنده در محیط به‌طور غیرمنتظره‌ای همچنان ساختار خود را حفظ کرده‌اند. این یافته از یک سو امیدبخش است، زیرا میتواند نشان‌دهنده ورود آهسته‌تر مواد رادیواکتیو به اکوسیستم باشد؛ اما از سوی دیگر، این موضوع به معنای تداوم خطر آلودگی هسته‌ای برای دهه‌ها است.
بر اساس گزارشی از ساینس‌آلرت، گروهی از پژوهشگران دانشگاه لایبنیتس هانوفر و مرکز هلمهولتس درسدن-روسندورف در آلمان، شش نمونه از ذرات رادیواکتیو را از ناحیه ممنوعه اطراف نیروگاه چرنوبیل جمع‌آوری کردند تا بررسی کنند چه تاثیری ۴۰ سال قرارگیری در دما و شرایط محیطی بر ساختار این ذرات گذارده و آیا مواد خطرناک درون آنها به‌تدریج آزاد شده‌اند یا خیر.
نتایج نشان‌دهنده آن بود که ذرات سوخت هسته‌ای از استحکام بیشتری برخوردارند از آنچه که محققان پیش‌تر تصور می‌کردند. اندازه این ذرات بین ۸ تا ۵۰ میکرومتر متغیر بود؛ حتی بزرگ‌ترین آنها نیز حدود ۲۰ برابر کوچک‌تر از یک میلی‌متر است. با وجود اندازه بسیار کوچک، این ذرات ممکن است حامل مواد رادیواکتیو باشند که ورودشان به بدن، به‌ویژه از طریق تنفس، میتواند مضر باشد.
پژوهشگران برای دسته‌بندی ذرات، آنها را بر اساس تغییراتی که در اثر انفجار رآکتور به‌وجود آمده بود، به سه گروه تقسیم کردند. گروه اول، ذراتی بودند که از لحاظ شیمیایی و فیزیکی شباهت زیادی به سوخت اصلی رآکتور، یعنی دی‌اکسید اورانیوم داشتند. گروه دوم شامل ذراتی بود که به‌دلیل حرارت بسیار بالا، تا حدودی یا به‌طور کامل با پوشش زیرکونیومی خود ترکیب شده بودند. گروه سوم نیز به اثرات آتش‌سوزی گرافیت موجود در رآکتور تعلق داشت.
پایداری غافلگیرکننده این ذرات نشان می‌دهد که احتمالاً مواد رادیواکتیو با سرعتی کمتر از آنچه پیش‌بینی می‌شد، به محیط‌زیست وارد می‌شوند.
برای انجام یک بررسی دقیق‌تر، دانشمندان از پرتو ایکس بهره گرفتند و هر ذره را از دو هزار زاویه مختلف مورد آنالیز قرار دادند. این تکنیک به آنها این امکان را داد که ساختار بلوری ضرات را در مقیاس اتمی مورد مطالعه قرار دهند و تغییرات ایجادشده در طول چهار دهه را به‌خوبی درک کنند.
نتیجه غیرمنتظره بود: در هر سه گروه، ساختاری که مواد هسته‌ای را در خود نگه می‌داشت، به‌طور چشمگیری دست‌نخورده باقی مانده بود.
این امر ممکن است در ابتدا عجیب به نظر برسد، اما پایداری این ذرات لزوماً نشان‌دهنده یک نگرانی نیست. اگر ساختار یک ذره رادیواکتیو به‌طور پایدار حفظ شود، ممکن است مواد خطرناک درون آن نیز با سرعت کمتری به خاک، آب و دیگر بخش‌های اکوسیستم وارد شوند. به عبارتی، این ذرات به‌عنوان مخازنی در می‌مانند که مواد رادیواکتیو را در خود نگه‌داشته‌اند. هر چه ساختار این مخازن دیرتر تخریب شود، احتمال آزادسازی سریع محتویات آنها به مراتب کمتر خواهد بود.
به باور پژوهشگران، یافته‌های جدید نشان‌دهنده آن است که سرعت آزادسازی مواد رادیواکتیو از برخی ذرات سوخت چرنوبیل احتمالاً کمتر از تخمین‌های قبلی است. این داده‌ها می‌توانند به ارزیابی دقیق‌تر خطرات طولانی‌مدت آلودگی هسته‌ای کمک کنند و ایمنی نیروگاه‌های آینده را افزایش دهند.
اما یک مشکل جدی وجود دارد: مواد رادیواکتیو هنوز در همان مکان باقی مانده‌اند و حفظ سلامت ذرات به معنای بی‌خطر بودن آنها نیست. ذرات میکروسکوپی ممکن است به‌دلیل وزش باد، فرسایش خاک یا جابه‌جایی حیوانات دوباره در محیط پراکنده شوند.
اگر این ذرات به سیستم تنفسی انسان‌ها نفوذ کنند، می‌توانند سلامت را به شدت تحت تاثیر قرار دهند. از سوی دیگر، ساختار مقاوم این ذرات ممکن است با گذشت زمان آسیب ببیند و مواد رادیواکتیو درون آن را آزاد کند. به همین علت، کشف جدید به معنای ایمن‌سازی منطقه ممنوعه چرنوبیل یا بازگشت بدون تجهیزات حفاظتی نیست.
دانشمندان هشدار می‌دهند که برخی از این ذرات ممکن است برای دهه‌ها پایدار بمانند و مواد رادیواکتیو محبوس درون آنها را در آینده آزاد کنند.
پژوهشگران تصریح می‌کنند که نتایج این مطالعه هنوز در مرحله‌ای محدود است. آنها تنها شش ذره را از دو نقطه مختلف در منطقه ممنوعه مورد بررسی قرار داده‌اند؛ در حالی که ذرات دیگر ایجاب می‌کنند که نیاز به بررسی عمیق‌تری باشد چرا که ترکیب شیمیایی و رفتار آنها در جریان فاجعه چرنوبیل ممکن است متفاوت باشد.
توبیاس وایسنبورن، فیزیکدان دانشگاه لایبنیتس هانوفر، به این نکته اشاره می‌کند که حتی اگر محققان بتوانند الگوی متوسط تخریب ذرات را شناسایی کنند، نمی‌توانند به‌طور قطعی در مورد خطرات سلامتی در کل منطقه نتیجه‌گیری کنند. او همچنین عنوان می‌کند که همیشه ذراتی وجود خواهند داشت که از بقیه مقاوم‌تر بوده و ممکن است مواد رادیواکتیو خود را با تأخیری قابل توجه آزاد نمایند.
برای درک بهتر خطرات، محققان باید در مراحل بعدی، تعداد بیشتری از ذرات را از نقاط مختلف چرنوبیل و در طول زمان طولانی‌تری بررسی کنند.
این پژوهش در نشریه Journal of Hazardous Materials منتشر شده است.
