Po 40 metų Černobylyje mokslininkai aptiko kai ką netikėto: radioaktyviosios dalelės elgiasi visiškai kitaip, nei manyta

Praėjus 40 metų po Černobylio atominės elektrinės katastrofos, mokslininkai aptiko netikėtą reiškinį. Iš sprogusio reaktoriaus pasklidusios mikroskopinės radioaktyviosios dalelės iki šiol išlaikė beveik nepakitusią vidinę struktūrą. Tai reiškia, kad dalis pavojingų medžiagų aplinkoje gali išlikti uždarytos branduolinio kuro fragmentuose gerokai ilgiau, nei buvo manyta. Tačiau šis atradimas turi dvi puses – tai gali būti ir gera, ir bloga žinia.

1986 metų balandžio 26 dieną įvykusi Černobylio katastrofa paliko milžinišką radioaktyviosios taršos pėdsaką. Po sprogimo ir gaisro į aplinką pateko ne tik dujinės radioaktyviosios medžiagos, bet ir smulkūs branduolinio kuro fragmentai. Dalis jų nusėdo aplinkinėse teritorijose ir iki šiol išlieka dirvožemyje.

Mokslininkai ilgą laiką bandė suprasti, kaip šios dalelės keičiasi veikiamos lietaus, temperatūros svyravimų ir dirvožemio cheminių procesų. Buvo tikimasi, kad bent dalis jų palaipsniui suirs ir išlaisvins viduje esančius radionuklidus. Tačiau naujas Vokietijos tyrėjų darbas parodė, kad kai kurie branduolinio kuro likučiai pasirodė esantys gerokai atsparesni aplinkos poveikiui.

Tokios mažos, kad jų beveik neįmanoma pamatyti, tačiau pavojingos net po keturių dešimtmečių

Hanoverio Leibnizo universiteto ir Helmholtzo centro Drezdene-Rosendorfe mokslininkai ištyrė šešias radioaktyviąsias daleles, kurios buvo surinktos Černobylio užterštoje teritorijoje. Jų dydis siekė vos nuo 8 iki 50 mikrometrų. Palyginimui, vienas mikrometras yra tūkstantoji milimetro dalis, todėl tokie fragmentai plika akimi praktiškai nematomi.

Nepaisant mažo dydžio, šios dalelės gali turėti radioaktyviųjų medžiagų, susidariusių branduolinio reaktoriaus veikimo metu. Mokslininkai jas vadina karštosiomis dalelėmis – tai mikroskopiniai stipriai radioaktyvios medžiagos fragmentai.

Jos atsirado skirtingomis katastrofos aplinkybėmis. Vienos išsaugojo pirminio branduolinio kuro, kurio pagrindą sudarė urano dioksidas, savybes. Kitos buvo paveiktos itin aukštos temperatūros ir iš dalies susilydė su cirkoniu, naudotu branduolinio kuro elementų konstrukcijose.

Dar kitų sudėtis pasikeitė dėl oksidacijos procesų, vykusių reaktoriuje per avariją ir po jos.

Šių dalelių tyrimas svarbus todėl, kad jų cheminė būklė lemia, kaip radioaktyviosios medžiagos gali judėti aplinkoje. Kol radionuklidai lieka tvirtame kuro fragmente, jų judėjimas dirvožemyje gali būti ribojamas. Tačiau dalelėms skylant ar tirpstant, dalis radioaktyviųjų medžiagų gali patekti į aplinkinį gruntą ir vandenį.

Ypač pavojinga situacija gali susidaryti tada, kai užterštos dulkių dalelės pakyla į orą ir yra įkvepiamos. Tuomet radioaktyvioji medžiaga gali patekti tiesiai į žmogaus organizmą.

RadiacijaNuotrauka: pixabay.com(chriswanders)

Mokslininkai pažvelgė į dalelių vidų ir liko nustebinti

Norėdami suprasti, kas vyksta su branduolinio kuro likučiais po keturių dešimtmečių, tyrėjai pasitelkė itin tikslią rentgeno spinduliuotės analizę.

Pirmiausia radioaktyviosios dalelės buvo atskirtos nuo Ukrainoje surinktų dirvožemio mėginių. Vėliau jos pritvirtintos prie specialių volframo laikiklių ir paruoštos saugiam transportavimui.

Mėginiai buvo nugabenti į Grenoblį Prancūzijoje, kur veikia Europos sinchrotroninės spinduliuotės centras. Čia mokslininkai pasitelkė itin intensyvius rentgeno spindulius, leidžiančius nustatyti, kaip medžiagos viduje išsidėstę atomai.

Kiekviena dalelė buvo sukama rentgeno spindulių pluošte ir matuojama maždaug iš 2000 skirtingų kampų. Taip tyrėjai gavo duomenų apie jų kristalinę struktūrą ir nustatė, kokie urano oksidai išliko po daugelio metų aplinkoje.

Rezultatas buvo netikėtas. Visuose šešiuose tirtuose fragmentuose aptiktos išlikusios kristalinės struktūros, o kai kuriose dalelėse branduolinio kuro pagrindas buvo išsilaikęs beveik nepakitęs.

Tai rodo, kad bent dalis po avarijos pasklidusios medžiagos dirvožemyje keičiasi gerokai lėčiau, nei anksčiau manyta.

Tyrimo rezultatai paskelbti moksliniame žurnale „Journal of Hazardous Materials“. Darbas suteikia naujų duomenų apie radioaktyviųjų medžiagų elgesį užterštoje aplinkoje.

Ar tai reiškia, kad Černobylio teritorija mažiau pavojinga?

Iš pirmo žvilgsnio toks atradimas gali atrodyti kaip bloga žinia. Jeigu radioaktyviosios dalelės po 40 metų beveik nepakito, vadinasi, pavojinga medžiaga jose išlieka labai ilgai.

Tačiau mokslininkai atkreipia dėmesį į kitą aplinkybę. Išlikusi kristalinė struktūra gali veikti tarsi natūralus barjeras, sulaikantis dalį radioaktyviųjų skilimo produktų dalelės viduje.

Tai reiškia, kad šios medžiagos nebūtinai iš karto patenka į dirvožemį ar gruntinį vandenį. Kol dalelė išlieka stabili, joje esančių radionuklidų išsiskyrimas gali vykti lėčiau.

Vis dėlto būtų klaidinga manyti, kad tokios dalelės nebekelia pavojaus. Net ir chemiškai stabili radioaktyvioji medžiaga gali skleisti jonizuojančiąją spinduliuotę, o dalelėms patekus į organizmą kyla papildoma vidinės apšvitos rizika.

Be to, mokslininkai ištyrė tik šešis fragmentus iš dviejų skirtingų vietovių. To nepakanka spręsti apie visą Černobylio užterštą teritoriją. Skirtingose vietose esančios dalelės gali turėti nevienodą cheminę sudėtį ir skirtingai reaguoti į aplinkos sąlygas.

Todėl vienos gali išlikti stabilios ilgą laiką, o kitos – greičiau keistis ir išlaisvinti jose esančias medžiagas.

Tyrėjų teigimu, šie rezultatai nesuteikia pagrindo artimiausiu metu panaikinti Černobylio draudžiamosios zonos apribojimų. Teritorijos saugumą lemia kur kas daugiau veiksnių nei kelių radioaktyviųjų dalelių būklė.

Kodėl šis atradimas svarbus ir praėjus tiek metų?

Černobylio katastrofa dažnai prisimenama kaip istorinis įvykis, tačiau mokslininkams ji tebėra vienas svarbiausių radioaktyviosios taršos tyrimų objektų. Būtent čia galima stebėti, kaip branduolinės medžiagos elgiasi natūraliomis sąlygomis praėjus dešimtmečiams po didelio masto avarijos.

Nauji tyrimo rezultatai gali padėti tiksliau prognozuoti, kiek laiko pavojingos medžiagos išlieka tam tikruose dirvožemio sluoksniuose ir kaip jų judėjimas priklauso nuo cheminės sudėties.

Tai svarbu ne tik Černobyliui. Tokios žinios gali būti naudingos vertinant kitų branduolinių avarijų pasekmes, planuojant radioaktyviųjų atliekų tvarkymą ir kuriant ilgalaikius užterštų teritorijų stebėsenos modelius.

Vokietijos mokslininkai jau tęsia tyrimus. Dabar jie daugiau dėmesio skiria ir vadinamosioms transuraninėms medžiagoms – elementams, kurių atominis skaičius didesnis už urano. Kai kurie šių elementų izotopai gali išlikti radioaktyvūs itin ilgą laiką.

Didžiausia naujojo atradimo staigmena yra tai, kad laikas ne visada veikia taip, kaip tikėtasi. Praėjus keturiems dešimtmečiams, kai kurie mikroskopiniai Černobylio katastrofos fragmentai vis dar išlaiko struktūrą, susiformavusią dar reaktoriaus veikimo ar avarijos metu. Tai gali riboti radionuklidų sklidimą į aplinką, tačiau kartu primena, kad katastrofos palikimas niekur nedingo ir jo poveikį mokslininkams teks tirti dar ilgai.

Įvertinkite šį straipsnį:

 

 

 

 

 

Kraunami duomenys...

Ačiū už jūsų įvertinimą!