Výzkumníci z Leibnizovy univerzity v Hannoveru a Helmholtz-Zentrum Dresden‑Rossendorf informují, že některé radioaktivní úlomky paliva z havárie v Černobylu z 26. dubna 1986 vykazují nečekaně vysokou odolnost vůči působení okolního prostředí. Zjištění vyplývá z analýzy šesti částic odebraných ze dvou lokalit v okolí elektrárny.
Metoda a hlavní zjištění
Tým vedený Tobiasem Weissenbornem a Christophem Hennigem použil za účelem analýzy krystalické struktury vysokorozlišovací rentgenové záření v evropském synchrotronovém zařízení v Grenoblu. Každý vzorek byl proměřen zhruba ze dvou tisíc různých úhlů, což umožnilo detailní trojrozměrné zobrazení vnitřní struktury částic.
V některých případech se ukázalo, že struktury oxidů uranu UO2 a U4O9 jsou po čtyřech dekádách v půdě „z velké části zachovány“. To naznačuje, že produkty štěpení mohou být vázány uvnitř materiálu místo aby se postupně uvolňovaly do půdy a podzemních vod.
Druhy částic a environmentální význam
Analýza rovněž identifikovala částice, ve kterých se při havárii uranové palivo spojilo s oxidem zirkoničitým. Autoři připisují vznik těchto neobvyklých materiálových struktur extrémním teplotám během katastrofy. Charakter sloučenin ovlivňuje, zda a jak rychle mohou radionuklidy migrovat z pevných úlomků do okolního prostředí.
- Počet prozkoumaných částic: šest
- Velikost částic: přibližně 8 až 50 mikrometrů
- Metoda: rentgenová krystalografie v synchrotronu (Grenoble), měření z ~2000 úhlů na vzorek
- Publikace: Journal of Hazardous Materials
Badatelé upozorňují na dvojsečnost zjištění: materiál, který dnes radionuklidy zadržuje, může jejich uvolnění umožnit později, pokud dojde k dalšímu narušení struktury.
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Prozkoumané částice | 6 |
| Lokalita odběru | dvě různé lokality v okolí Černobylu |
| Metoda | rentgenová krystalografie v synchrotronu (Grenoble) |
| Hlavní nalezené fáze | UO2, U4O9, sloučeniny s oxidem zirkoničitým |
Rizika a omezení závěrů
Autoři studie varují, že šestimístný soubor vzorků nestačí k závěru o celkové bezpečnosti uzavřené černobylské oblasti. Jednotlivé úlomky se totiž výrazně liší složením i strukturou. Některé formy oxidů uranu, například U3O8, jsou mechanicky méně stabilní a mohou se rozpadat na jemný prach, který vítr snadno rozšíří a jeho vdechnutí představuje zdravotní riziko.
Zjištění tedy nemohou být interpretována jako „dobrá“ nebo „špatná“ zpráva bez širšího kontextu. Zachování krystalické struktury snižuje okamžité uvolňování radionuklidů, ale zároveň vytváří potenciál pro jejich pozdější uvolnění při mechanickém, chemickém nebo tepelném narušení.
Výhled do dalšího výzkumu
Vědci pokračují v analýzách dalších vysoce radioaktivních částic, aby zpřesnili porozumění tomu, jak se jaderné palivo mění v průběhu desítek let v reálných podmínkách. Nové poznatky mohou ovlivnit strategie sanací, monitoringu a řízení rizik v kontaminovaných oblastech, stejně jako hodnocení dlouhodobé stability radioaktivních materiálů ve stejných nebo podobných podmínkách.
Publikované výsledky přispívají k empirickému obrazu dlouhodobého chování materiálů vzniklých při jaderných haváriích a podtrhují potřebu cíleného sledování i opatrného přístupu při manipulaci se zbytkovými materiály v zónách s radiací.
