چرنوبیل پس از ۴۰ سال هنوز تغییر نکرده است!

اکنون ۴۰ سال از بدترین فاجعه هسته‌ای تاریخ می‌گذرد و دانشمندان در حال تحلیل ذرات رادیواکتیوی هستند که در پی حادثه چرنوبیل در محیط پخش شدند. هدف آنها بررسی این است که چه مقدار از سوخت هسته‌ای پراکنده‌شده باقی مانده و این ذرات در چه وضعیتی قرار دارند.

آگاهی از اینکه این ذرات شیمیایی چگونه در برابر دهه‌ها فرسایش و واپاشی دوام آورده‌اند، برای درک ایمنی نیروگاه‌های هسته‌ای در آینده و همچنین تعیین زمانی که بازگشت به منطقه چرنوبیل بدون نیاز به لباس محافظ ایمن باشد، حائز اهمیت است. نکته‌ای که در این تحلیل بیش از همه جلب توجه کرد، ساختار به‌طور قابل‌توجهی پایدار ذرات گرد و غبار رادیواکتیو بود که ثباتی بسیار بیشتر از حد انتظار از خود نشان دادند.

این بدان معنا است که بخش عمده‌ای از مواد رادیواکتیو همچنان درون این ذرات محبوس باقی مانده‌اند. پژوهشگران این مطالعه که از دانشگاه لایبنیتس(Leibniz) هانوفر و مرکز هلمهولتز درسدن-روزندورف (HZDR) در آلمان هستند، یافته‌های خود را در «Journal of Hazardous Materials» منتشر کرده‌اند.

در مجموع ۶ ذره سوختی مورد تحلیل قرار گرفتند که بر اساس سرنوشتشان در جریان انفجار اولیه رآکتور در سه دسته طبقه‌بندی شدند. برای نمونه، برخی از آنها ذوب شده و با پوشش زیرکونیومی خود پیوند خورده بودند.

توبیاس وایسن‌بورن(Tobias Weissenborn)، فیزیکدان دانشگاه لایبنیتس هانوفر می‌گوید: این ذرات در سه دسته جای می‌گیرند. نخست، ذراتی هستند که از نظر شیمیایی و فیزیکی همچنان شباهت زیادی به سوخت هسته‌ای «اورانیوم دی‌اکسید» دارند.

سپس ذراتی وجود دارند که به‌طور جزئی یا کامل در لایه زیرکونیومی خود محصور شده‌اند یا کاملاً با آن ادغام شده‌اند. سومین نوع ذرات نیز زمانی ایجاد شد که کندساز (مُدراتور) گرافیتی دچار آتش‌سوزی شد.

هر یک از این دسته‌های ذرات، ترکیب شیمیایی متفاوتی دارند که می‌تواند بر نحوه تجزیه آنها تأثیر بگذارد. اندازه ذرات نمونه‌برداری‌شده تنها بین ۸ تا ۵۰ میکرومتر بود، به‌طوری که دست‌کم ۲۰ ذره از آنها در یک میلی‌متر جا می‌گیرد و همگی از داخل «منطقه ممنوعه چرنوبیل» جمع‌آوری شده بودند.

برای بررسی درون این ذرات میکروسکوپی، از روشی به نام «تحلیل پراش»(Diffraction Analysis) استفاده شد. در این روش، ساختار بلوری اتم از طریق نحوه بازتاب پرتوهای ایکس از ذره تعیین می‌شود.

کریستوف هنیگ(Christoph Hennig)، بلورشناس مرکز تحقیقاتی HZDR می‌گوید: ما در نهایت، این ذرات را به‌طور کامل در معرض یک پرتو ایکس قرار دادیم که به ابعاد ۱۰۰ میکرومتر (تقریباً معادل ضخامت یک تار موی انسان) متمرکز شده بود. وی افزود: ما هر ذره را از ۲۰۰۰ زاویه مختلف اندازه‌گیری کردیم تا تمام بازتاب‌ها را به‌طور کامل و پیوسته ثبت کنیم.

پژوهشگران دریافتند که در هر سه نوع ذره، ساختارِ نگهدارنده سوخت هسته‌ای تا حد زیادی دست‌نخورده باقی مانده است. این موضوع نشان می‌دهد که این ذراتِ سوخت، از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد، پایداری شیمیایی بیشتری دارند.

این مطالعه همچنین به دانشمندان کمک می‌کند تا درک بهتری از نحوه شکل‌گیری این گروه‌های ذرات به دست آورند؛ به‌ویژه اینکه فاجعه چرنوبیل و واکنش‌های زنجیره‌ای شیمیاییِ پس از آن چگونه ترکیب بلورهای سوخت را تغییر داده‌اند. پژوهشگران در مقاله منتشرشده خود نوشتند: یافته‌های ما نشان می‌دهد که ذرات سوخت چرنوبیل، همچون مخازنی بسیار پایدار عمل می‌کنند.

محققان این یافته را خبری بالقوه مثبت می‌دانند؛ بدین معنا که ممکن است این ذرات، مواد رادیواکتیو را بسیار کندتر از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد، در محیط زیست آزاد کنند. اگرچه بازگشت به آن منطقه ایمن نیست، اما این یافته‌ها می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا خطرات زیست‌محیطی بلندمدت را دقیق‌تر ارزیابی کنند.

با این حال، جنبه دیگری هم وجود دارد. مواد رادیواکتیو از بین نرفته‌اند؛ این یعنی ذرات مذکور تا دهه‌ها همچنان خطرناک باقی خواهند ماند.

تنفس این ذرات همچنان برای سلامتی بسیار زیان‌بار خواهد بود و ممکن است بر اثر وزش باد، فرسایش یا عبور حیوانات، از سطح زمین به هوا برخیزند. پژوهشگران همچنین اذعان دارند که بررسی ۶ ذره که همگی از دو مکان خاص گردآوری شده‌اند، نمونه آماری کوچکی محسوب می‌شود و ارزیابی دقیق خطرات کنونی در چرنوبیل، نیازمند مجموعه‌داده‌های جامع‌تری است که در بازه‌های زمانی طولانی‌تری گردآوری شده باشند.

وایسن‌بورن می‌گوید: حتی اگر در مقطعی به میانگین‌هایی دست یابیم، باز هم نمی‌توانیم اظهارات کلی درباره خطرات سلامتی در این منطقه بیان کنیم. حتی اگر ذرات طبق الگویی نسبتاً یکنواخت تجزیه شوند، همواره موارد استثنایی (یعنی ذراتی با ماندگاری بیشتر) وجود خواهند داشت که رادیونوکلوئیدها را در زمانی دیرتر آزاد می‌کنند.

این پژوهش در «Journal of Hazardous Materials» منتشر شده است.