Cuarenta años después del desastre nuclear de Chernóbil (ahora Chornóbil), diminutas partículas radiactivas siguen dispersas por el suelo de los alrededores, y la zona sigue siendo lo bastante radiactiva como para que entrar en ella requiera ropa protectora. Las explosiones que destruyeron el reactor lanzaron al medio ambiente enormes cantidades de escombros, y las partículas de apenas 8 a 50 micrómetros siguen siendo altamente radiactivas. Los científicos han examinado ahora estos diminutos restos con un detalle sin precedentes, y han encontrado algo sorprendente: algunas de ellas han conservado gran parte de su estructura interna original a pesar de cuatro décadas de intemperie.

"Hay tres clases de estas partículas", explica Tobias Weissenborn, físico y doctorando en la Universidad Leibniz de Hannover. "Primero, están las partículas que química y físicamente siguen siendo muy similares al combustible nuclear, el dióxido de uranio. Luego, están las partículas que están parcial o totalmente envueltas en su capa de circonio, o completamente fusionadas con ella". Esa segunda categoría nació en el calor extremo del interior del reactor, donde el combustible fundido se combinó con el circonio, el metal altamente resistente utilizado en la capa protectora exterior del combustible. El tercer tipo, añade Weissenborn, "se creó cuando el moderador de grafito se incendió". En condiciones normales, el moderador de grafito frena los neutrones rápidos y ayuda a mantener la reacción en cadena; durante el desastre se encendió y ardió durante diez días. En el proceso, el combustible se oxidó en diversos óxidos de uranio como el U3O8, una forma mecánicamente frágil, que se rompe fácilmente en fragmentos microscópicos y puede ser transportada por el viento, donde inhalarla supone graves riesgos para la salud.

A pesar de décadas de investigación, los científicos aún no comprenden del todo por qué las partículas de Chornóbil se degradan a velocidades diferentes, y a medida que el material se meteoriza puede producir varias formas de óxido de uranio, lo que dificulta predecir su comportamiento a largo plazo. Descifrar eso requiere equipos de una precisión inusual, incluida la difracción de rayos X de sincrotrón, que revela cómo están dispuestos los átomos dentro de los materiales cristalinos. El Dr. Christoph Hennig, cristalógrafo del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), ha completado ahora el primer análisis estructural exitoso de fragmentos radiactivos de este tipo en la línea de luz Rossendorf de Grenoble.

Trabajando con Weissenborn, Hennig analizó seis partículas recuperadas de la región de Chornóbil, identificando sus diferentes fases cristalinas para saber con qué rapidez podrían escapar las sustancias radiactivas al medio ambiente. "Los colegas de Hannover y yo utilizamos varios métodos para aislar las partículas de muestras de suelo ucranianas y fijarlas a electrodos de tungsteno", dice Weissenborn. Como las muestras eran altamente radiactivas, tuvieron que sellarlas dentro de múltiples capas de contención antes del viaje a Grenoble, donde el equipo de Hennig utilizó la difracción de rayos X para sondear sus estructuras internas midiendo cómo se dispersaban los rayos X al atravesar el material. "Primero tuvimos que averiguar cómo examinar la estructura de las partículas", explica Hennig. "Finalmente, rotamos completamente las partículas en un haz de rayos X enfocado hasta 100 micrómetros, aproximadamente el grosor de un cabello humano. Medimos cada partícula desde 2.000 ángulos diferentes para capturar sin interrupciones todas las reflexiones". Eso permitió a los científicos distinguir diferentes fases de óxido de uranio dentro de los fragmentos, revelando detalles que antes eran inaccesibles.

Los resultados fueron inesperados: tras cuatro décadas en el medio ambiente, el combustible nuclear dentro de las seis partículas había conservado gran parte de su estructura cristalina original. Eso sugiere que al menos parte de los escombros de Chornóbil es químicamente más estable de lo que creían los investigadores, lo bastante estable, potencialmente, para mantener los productos de fisión encerrados en lugar de liberarlos rápidamente, lo que podría ayudar a limitar el movimiento de contaminantes radiactivos hacia el suelo y el agua cercanos. Los investigadores se apresuran a señalar que esto no es prueba de que Chornóbil...