چهار دهه پس از فاجعه هسته‌ای چرنوبیل، دانشمندان به کشف غیرمنتظره‌ای دست یافته‌اند. بررسی ذرات بسیار کوچک سوخت هسته‌ای که در انفجار سال ۱۹۸۶ به محیط اطراف نیروگاه پراکنده شدند، نشان می‌دهد ساختار برخی از این ذرات با گذشت حدود ۴۰ سال همچنان تا حد زیادی دست‌نخورده باقی مانده است.
براساس پژوهشی که در نشریه Journal of Hazardous Materials منتشر شده، محققان دانشگاه لایبنیتس هانوفر و مرکز پژوهشی هلمهولتس درسدن-روسندورف آلمان، شش ذره رادیواکتیو را با استفاده از پرتوهای ایکس بسیار دقیق بررسی کردند. نتایج نشان می‌دهد این ذرات در برابر تخریب محیطی مقاوم‌تر از آن چیزی هستند که پیش‌تر تصور می‌شد؛ یافته‌ای که می‌تواند به ارزیابی دقیق‌تر آلودگی هسته‌ای کمک کند.
ذرات رادیواکتیو چرنوبیل پس از ۴۰ سال چه وضعیتی دارند؟
در جریان انفجار راکتور شماره چهار نیروگاه چرنوبیل در سال ۱۹۸۶، مقدار زیادی از مواد رادیواکتیو و قطعات سوخت هسته‌ای وارد محیط اطراف شد.
بخشی از این مواد به شکل ذرات بسیار کوچک موسوم به «ذرات داغ» در خاک منطقه پراکنده شدند. این ذرات هنوز هم یکی از منابع مهم آلودگی رادیواکتیو در محدوده ممنوعه چرنوبیل به شمار می‌روند.
پژوهشگران آلمانی شش نمونه از این ذرات را که اندازه آن‌ها بین ۸ تا ۵۰ میکرومتر بود، بررسی کردند. برای مقایسه، ضخامت موی انسان معمولاً ده‌ها میکرومتر است؛ بنابراین برخی از ذرات بررسی‌شده حتی از قطر یک تار مو نیز کوچک‌تر بودند.
نتایج آزمایش‌ها نشان داد ساختار بلوری بخش‌هایی از سوخت هسته‌ای موجود در این ذرات همچنان تا حد زیادی حفظ شده است.
سه نوع ذره رادیواکتیو در بقایای چرنوبیل شناسایی شد
پژوهشگران ذرات بررسی‌شده را براساس ساختار و شرایط شکل‌گیری آن‌ها به سه گروه تقسیم کردند.
گروه نخست شامل ذراتی بود که از نظر شیمیایی و فیزیکی همچنان شباهت زیادی به سوخت اولیه راکتور، یعنی دی‌اکسید اورانیوم، داشتند.
گروه دوم از ذراتی تشکیل شده بود که هنگام حادثه، در اثر دمای بسیار بالا با ترکیبات زیرکونیوم موجود در پوشش میله‌های سوخت ترکیب شده بودند.
گروه سوم نیز در جریان آتش‌سوزی گرافیت راکتور و اکسید شدن سوخت هسته‌ای شکل گرفته بود.
این تفاوت‌ها اهمیت زیادی دارند؛ زیرا ترکیب شیمیایی و ساختار هر ذره می‌تواند بر سرعت تخریب آن و نحوه آزاد شدن مواد رادیواکتیو در محیط تأثیر بگذارد.
دانشمندان چگونه ساختار درونی ذرات را بررسی کردند؟
بررسی ساختار ذرات رادیواکتیو بسیار کوچک، به تجهیزات پیشرفته‌ای نیاز دارد.
محققان برای این کار از روش پراش پرتو ایکس سینکروترونی استفاده کردند؛ روشی که امکان مطالعه ساختار بلوری مواد را با دقت بالا فراهم می‌کند.
آزمایش‌ها در خط پرتو روسندورف واقع در گرونوبل فرانسه انجام شد.
پژوهشگران هر ذره را در برابر پرتوی متمرکز ایکس چرخاندند و از حدود دو هزار زاویه مختلف اندازه‌گیری انجام دادند تا اطلاعات دقیقی از ساختار بلوری آن به دست آورند.
این بررسی‌ها وجود ترکیبات مختلف اکسید اورانیوم و فازهای حاوی زیرکونیوم را تأیید کرد.
نکته غیرمنتظره این بود که برخی ساختارهای بلوری، باوجود چند دهه قرار گرفتن در محیط، همچنان پایداری قابل‌توجهی داشتند.
چرا سالم ماندن ذرات سوخت هسته‌ای اهمیت دارد؟
یکی از نگرانی‌های مهم درباره آلودگی هسته‌ای، تخریب تدریجی ذرات سوخت و آزاد شدن مواد رادیواکتیو در خاک و آب است.
اگر ساختار یک ذره پایدار باقی بماند، ممکن است بخشی از مواد رادیواکتیو برای مدت طولانی‌تری درون آن محبوس شوند و با سرعت کمتری وارد محیط اطراف شوند.
نتایج پژوهش جدید نشان می‌دهد برخی از ذرات چرنوبیل می‌توانند چنین رفتاری داشته باشند.
بااین‌حال، این موضوع به معنای بی‌خطر بودن آن‌ها نیست. ذرات بررسی‌شده همچنان رادیواکتیو هستند و خطرهای احتمالی آن‌ها به عوامل مختلفی مانند ترکیب شیمیایی، میزان فعالیت پرتوزا و مسیر تماس انسان با آلودگی بستگی دارد.
همچنین، بعضی از ترکیبات حاصل از اکسید شدن سوخت ممکن است پایداری کمتری داشته باشند و در شرایط محیطی متفاوت، رفتار دیگری نشان دهند.
آیا منطقه چرنوبیل به‌زودی برای زندگی ایمن می‌شود؟
پژوهشگران تأکید کرده‌اند که نتایج این مطالعه نباید به معنای کاهش خطرهای چرنوبیل یا امکان بازگشایی سریع منطقه ممنوعه تفسیر شود.
یکی از محدودیت‌های مهم پژوهش، تعداد اندک نمونه‌هاست. دانشمندان تنها شش ذره را از دو محل مختلف بررسی کرده‌اند؛ درحالی‌که میلیون‌ها ذره با ساختارها و ترکیبات متفاوت ممکن است در محیط پراکنده شده باشند.
به همین دلیل، نمی‌توان رفتار تمام مواد رادیواکتیو منطقه را براساس این شش نمونه پیش‌بینی کرد.
حتی اگر بسیاری از ذرات با سرعت نسبتاً مشابهی تخریب شوند، برخی نمونه‌ها ممکن است مدت بیشتری پایدار بمانند و مواد رادیواکتیو را در زمان‌های متفاوتی آزاد کنند.
در نتیجه، یافته‌های تازه مبنایی برای اعلام ایمن بودن منطقه چرنوبیل فراهم نمی‌کنند.
اهمیت کشف جدید برای آینده مدیریت آلودگی هسته‌ای
این پژوهش می‌تواند به دانشمندان کمک کند مدل‌های دقیق‌تری برای پیش‌بینی رفتار بلندمدت مواد رادیواکتیو در محیط توسعه دهند.
شناخت میزان پایداری ترکیبات مختلف سوخت هسته‌ای، برای ارزیابی خطرهای زیست‌محیطی و برنامه‌ریزی مدیریت پسماندهای هسته‌ای اهمیت دارد.
محققان همچنین در حال ادامه بررسی‌ها روی ترکیبات حاوی عناصر سنگین‌تر در بقایای حادثه چرنوبیل هستند.
در مجموع، این کشف نشان می‌دهد حتی پس از گذشت چهار دهه از یکی از بزرگ‌ترین حوادث هسته‌ای تاریخ، هنوز پرسش‌های مهمی درباره رفتار مواد رادیواکتیو در طبیعت وجود دارد.
دیدگاه‌ها