La patruzeci de ani după dezastrul nuclear de la Cernobîl (acum Ciornobîl), particule radioactive microscopice sunt încă împrăștiate în solul din jur, iar zona rămâne suficient de radioactivă încât intrarea în ea necesită echipament de protecție. Exploziile care au distrus reactorul au aruncat cantități uriașe de resturi în mediu, iar particulele de doar 8 până la 50 de micrometri sunt încă puternic radioactive. Oamenii de știință au examinat acum aceste rămășițe minuscule cu un detaliu fără precedent și au descoperit ceva surprinzător: unele dintre ele și-au păstrat mare parte din structura internă originală, în ciuda a patru decenii de intemperii.

„Există trei clase de astfel de particule”, explică Tobias Weissenborn, fizician și doctorand la Universitatea Leibniz din Hanovra. „În primul rând, sunt particule care sunt încă foarte asemănătoare chimic și fizic cu combustibilul nuclear de dioxid de uraniu. Apoi, sunt particule parțial sau complet încapsulate în, sau complet fuzionate cu, stratul lor de zirconiu.” Acea a doua categorie s-a născut în căldura extremă din interiorul reactorului, unde combustibilul topit s-a combinat cu zirconiul, metalul foarte rezistent folosit în stratul protector exterior al combustibilului. Al treilea tip, adaugă Weissenborn, „a fost creat când moderatorul de grafit a luat foc.” În condiții normale, moderatorul de grafit încetinește neutronii rapizi și ajută la susținerea reacției în lanț; în timpul dezastrului, acesta s-a aprins și a ars timp de zece zile. În acest proces, combustibilul s-a oxidat în diverși oxizi de uraniu, cum ar fi U3O8 – o formă fragilă mecanic, care se sparge ușor în fragmente microscopice și poate fi apoi purtată de vânt, unde inhalarea ei prezintă riscuri grave pentru sănătate.

În ciuda deceniilor de cercetare, oamenii de știință încă nu înțeleg pe deplin de ce particulele de la Ciornobîl se descompun în ritmuri diferite, iar pe măsură ce materialul se degradează, poate produce mai multe forme de oxid de uraniu, ceea ce face comportamentul pe termen lung greu de prezis. Pentru a descifra acest lucru este nevoie de echipamente de o precizie neobișnuită, inclusiv difracție de raze X cu sincrotron, care dezvăluie modul în care atomii sunt aranjați în interiorul materialelor cristaline. Dr. Christoph Hennig, cristalograf la Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), a finalizat acum prima analiză structurală reușită a unor astfel de fragmente radioactive la linia de fascicul Rossendorf din Grenoble.

Lucrând cu Weissenborn, Hennig a analizat șase particule recuperate din regiunea Ciornobîl, identificându-le diferitele faze cristaline pentru a afla cât de repede s-ar putea elibera substanțele radioactive în mediu. „Colegii din Hanovra și cu mine am folosit diverse metode pentru a izola particulele din probele de sol ucrainene și a le atașa la electrozi de tungsten”, spune Weissenborn. Deoarece probele erau foarte radioactive, ele au trebuit sigilate în mai multe straturi de containere înainte de călătoria la Grenoble, unde echipa lui Hennig a folosit difracția de raze X pentru a le investiga structurile interne, măsurând modul în care razele X se împrăștiau la trecerea prin material. „Mai întâi, a trebuit să ne dăm seama cum să examinăm structura particulei”, explică Hennig. „În cele din urmă, am rotit complet particulele într-un fascicul de raze X focalizat până la 100 de micrometri – cam grosimea unui fir de păr uman. Am măsurat fiecare particulă din 2.000 de unghiuri diferite pentru a captura fără întrerupere toate reflexiile.” Asta le-a permis oamenilor de știință să distingă diferite faze de oxid de uraniu în interiorul fragmentelor, dezvăluind detalii care anterior erau inaccesibile.

Rezultatele au fost neașteptate: după patru decenii în mediu, combustibilul nuclear din toate cele șase particule își păstrase mare parte din structura cristalină originală. Asta sugerează că cel puțin o parte din resturile de la Ciornobîl sunt mai stabile chimic decât credeau cercetătorii – suficient de stabile, potențial, pentru a ține produsele de fisiune blocate în interior în loc să le elibereze rapid, ceea ce ar putea ajuta la limitarea mișcării contaminanților radioactivi în solul și apa din apropiere. Cercetătorii se grăbesc să noteze că aceasta nu este dovada că Ciornobîlul e...