یافته‌ای شگفت‌انگیز در چرنوبیل: ذرات سوخت هسته‌ای پس از ۴۰ سال هنوز دست‌نخورده‌اند
بیش از چهار دهه پس از حادثه هسته‌ای چرنوبیل، پژوهشگران متوجه شده‌اند که ذرات ریز سوخت هسته‌ای که در محیط پخش شده‌اند، برخلاف آنچه پیش‌بینی می‌شد، هنوز هم ساختار خود را ثابت نگه داشته‌اند. این یافته، از یک سو مایه امید است، زیرا نشان می‌دهد که مواد رادیواکتیو با سرعت کمتری به محیط‌زیست جذب می‌شوند؛ اما از سوی دیگر، به این معناست که خطر آلودگی هسته‌ای کماکان وجود دارد و ممکن است همچنان برای سال‌های زیادی ادامه یابد.
طبق گزارش ساینس‌آلرت، محققان دانشگاه لایبنیتس هانوفر و مرکز هلمهولتس درسدن-روسندورف آلمان، در تلاشی برای ارزیابی وضعیت سوخت هسته‌ای چرنوبیل، شش ذره رادیواکتیو که از نواحی ممنوعه توسعه اطراف نیروگاه به‌دست آمده بودند را مورد بررسی قرار دادند. هدف آنها این بود که اثر ۴۰ سال قرارگیری در معرض شرایط زیست‌محیطی را بر روی این ذرات بدانند و تعیین کنند که آیا مواد خطرناک درون آنها به تدریج آزاد شده‌اند یا خیر.
یافته‌ها نشان‌دهنده این است که ذرات سوخت هسته‌ای به مراتب مقاوم‌تر از آنچه که دانشمندان تصور می‌کردند، هستند. اندازه این ذرات بین ۸ تا ۵۰ میکرومتر قرار دارد؛ یعنی بزرگ‌ترین آنها نیز حدود ۲۰ برابر کوچکتر از یک میلی‌متر است. با وجود این ابعاد اندک، این ذرات می‌توانند حامل مواد رادیواکتیو باشند که ورود آنها به بدن انسان، به ویژه از طریق تنفس، خطرناک است.
محققان این ذرات را بر اساس تغییراتی که در اثر انفجار رآکتور اتفاق افتاده بود، به سه گروه دسته‌بندی کردند. گروه نخست، از نظر ساختار شیمیایی و فیزیکی، به‌طور قابل توجهی شبیه به سوخت اصلی رآکتور یعنی دی‌اکسید اورانیوم بود. گروه دوم شامل ذراتی بود که تحت تأثیر حرارت شدید، تا حدودی یا به‌طور کامل با پوشش زیرکونیومی‌شان ادغام شده بودند. در نهایت گروه سوم نیز از ذراتی تشکیل شده بود که در پی احتراق گرافیت موجود در رآکتور ایجاد شده بودند.
این پایداری شگفت‌انگیز نشان می‌دهد که مواد رادیواکتیو ممکن است با سرعتی کمتر از تخمین‌های قبلی وارد محیط‌زیست شوند
برای تحلیل دقیق‌تر، دانشمندان از پرتو ایکس استفاده کرده و هر ذره را از دو هزار زاویه مختلف مورد بررسی قرار دادند. این رویکرد به آنها اجازه داد تا ساختار بلوری ذرات را در مقیاس اتمی بررسی کرده و تغییرات حاصل در طول این چهار دهه را بهتر بشناسند.
نتیجه‌ای که به دست آمد، غیرمنتظره بود: در تمامی سه گروه، ساختاری که مواد هسته‌ای را در خود نگهداری می‌کند، تا حد زیادی دست نخورده باقی مانده بود.
این صرفاً به عنوان یک عجیب به نظر می‌رسد، اما مقاومت بالای این ذرات الزماً به معنای خبر بدی برای محیط‌زیست نیست. زمانی که ساختار یک ذره رادیواکتیو ثابت باقی بماند، این امکان وجود دارد که مواد خطرناک در درون آن نیز به شکل کندتری به خاک، آب و دیگر اجزای محیط‌زیست نفوذ کنند. به عبارت دیگر، این ذرات می‌توانند همچون مخازن بسیار کوچک عمل کنند که مواد رادیواکتیو را درون خود نگه می‌دارند. هرچقدر ساختار این مخازن دیرتر تخریب شود، احتمالات آزادشدن سریع محتویات آنها نیز کاهش می‌یابد.
محققان بر این باورند که یافته‌های جدید نشان می‌دهد که سرعت آزادسازی مواد رادیواکتیو از برخی ذرات سوخت چرنوبیل ممکن است کمتر از برآوردهای قبلی باشد. این اطلاعات می‌تواند به ارزیابی دقیق‌تر خطرات آلودگی هسته‌ای در بلندمدت و بهبود ایمنی نیروگاه‌های آینده یاری رساند.
با این حال، یک مشکل مهم همچنان پابرجاست: مواد رادیواکتیو در آنجا باقی مانده‌اند و سالم ماندن ذرات به معنای بی‌خطر شدن آنها نیست. ذرات ریز ممکن است با وزش باد، فرسایش خاک یا حرکت حیوانات دوباره در فضا پخش شوند.
اگر این ذرات به سیستم تنفسی انسان راه یابند، می‌توانند تهدیدات جدی برای سلامتی به همراه داشته باشند. از سوی دیگر، ساختمان مستحکم آنها ممکن است در آینده دچار تخریب شود و مواد رادیواکتیوا را رها کند. بنابراین، این کشف به معنای امن شدن منطقه چرنوبیل یا امکان بازگشت بدون تجهیزات حفاظت نیست.
دانشمندان هشدار می‌دهند که برخی ذرات ممکن است برای دهه‌ها پایدار باقی بمانند و مواد رادیواکتیو محبوس در خود را در آینده آزاد کنند
محققان تصریح کرده‌اند که نتایج مطالعه هنوز به شکل کاملی محدود است. آنها تنها شش ذره را از دو نقطه مختلف منطقه ممنوعه مورد بررسی قرار داده‌اند؛ در حالی که ذرات پراکنده در پی فاجعه چرنوبیل می‌توانند خصوصیات شیمیایی و رفتار متفاوتی داشته باشند.
توبیاس وایسنبورن، فیزیک‌دان دانشگاه لایبنیتس هانوفر، توضیح می‌دهد که حتی اگر محققان بتوانند الگوی تخریب متوسط ذرات را مشخص کنند، باز هم نتیجه‌گیری دقیقی در خصوص خطرات سلامتی در کل منطقه نمی‌توانند انجام دهند. به گفته او، همواره ذراتی وجود خواهند داشت که از سایرین مقاوم‌تر هستند و ممکن است مواد رادیواکتیو خود را خیلی دیرتر آزاد کنند.
برای درک بهتر خطرات، دانشمندان می‌بایست به بررسی تعداد بیشتری از ذرات در نقاط مختلف چرنوبیل و در بازه‌های زمانی طولانی‌تر بپردازند.
این پژوهش در نشریه Journal of Hazardous Materials منتشر شده است.
