切尔诺贝利（现称乔尔诺贝利）核灾难发生四十年后，微小的放射性粒子仍然散落在周围的土壤中，该地区的放射性仍然足以让人进入时需要穿防护服。摧毁反应堆的爆炸将大量碎片抛入环境，而仅8到50微米的粒子仍然具有高放射性。科学家们现在以前所未有的细节检查了这些微小的残留物，他们发现了一些令人惊讶的事情：尽管经历了四十年的风化，其中一些粒子仍保留了大部分原始内部结构。

“这些粒子分为三类，”莱布尼茨汉诺威大学的物理学家兼博士生托比亚斯·魏森博恩解释道。“第一类是在化学和物理上仍然与核燃料二氧化铀非常相似的粒子。然后，有些粒子部分或完全被其锆层包裹，或完全与锆层融合。”第二类是在反应堆内部极端高温下诞生的，在那里熔化的燃料与锆结合，锆是用于燃料保护外层的高抗性金属。魏森博恩补充说，第三类“是在石墨慢化剂着火时产生的。”在正常条件下，石墨慢化剂会减慢快中子并帮助维持链式反应；在灾难期间，它点燃并燃烧了十天。在此过程中，燃料氧化成各种铀氧化物，如U3O8——这种形态机械上脆弱，容易破碎成微观碎片，然后可以被风携带，吸入后对健康构成严重危害。

尽管进行了数十年的研究，科学家们仍然不完全理解为什么乔尔诺贝利的粒子以不同的速度分解，而且随着材料风化，它会产生多种形式的铀氧化物，使得长期行为难以预测。破解这一点需要异常精密的设备，包括同步辐射X射线衍射，它可以揭示晶体材料内部原子的排列方式。德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心（HZDR）的晶体学家克里斯托夫·亨尼希博士现在在格勒诺布尔的罗森多夫光束线站首次成功完成了对这类放射性碎片的结构分析。

亨尼希与魏森博恩合作，分析了从乔尔诺贝利地区回收的六个粒子，识别了它们不同的晶相，以了解放射性物质可能逃逸到环境中的速度。“汉诺威的同事和我使用了各种方法从乌克兰土壤样本中分离出粒子，并将它们附着在钨电极上，”魏森博恩说。由于样本具有高放射性，在前往格勒诺布尔之前，它们必须被密封在多层防护容器内，亨尼希的团队在那里使用X射线衍射，通过测量X射线穿过材料时散射的方式来探测其内部结构。“首先，我们必须弄清楚如何检查粒子结构，”亨尼希解释道。“最终，我们在聚焦到100微米的X射线束中完全旋转粒子——大约是人类头发的厚度。我们从2000个不同的角度测量每个粒子，以无缝捕捉所有反射。”这使得科学家们能够区分碎片内不同的铀氧化物相，揭示以前无法获得的细节。

结果出乎意料：在环境中经过四十年后，所有六个粒子内的核燃料都保留了大部分原始晶体结构。这表明至少一些乔尔诺贝利的碎片在化学上比研究人员认为的更稳定——足够稳定，有可能将裂变产物锁在里面而不是快速释放，这可能有助于限制放射性污染物向附近土壤和水的移动。研究人员很快指出，这并不是乔尔诺贝利灾难残留物无害的证据。