ЧП в Чернобыле произошло четыре десятилетия назад, но микроскопические радиоактивные частицы до сих пор разбросаны по почве вокруг станции. По данным источников, даже спустя 40 лет частицы размером от 8 до 50 микрометров остаются крайне радиоактивными, и доступ в заражённые зоны всё ещё требует защитной одежды.

Ученые впервые детально изучили эти крохотные остатки и пришли к неожиданному выводу: некоторые сохраняют большую часть своей внутренней структуры после стольких десятилетий воздействия среды. По словам подполковника физики Тобиаса Вайсенборна из Университета Лейбница в Ганновере, существует три класса частиц: те, что химически и физически близки к диоксиду урана, те, что частично или полностью заключены в слой циркония, и третий, образованный во время пожара графитового замедлителя.

Известно, что второй класс возник в условиях экстремального нагрева внутри реактора: расплавленная топливная смесь смешалась с цирконием, используемым в защитном слое топлива. Третий тип частиц появился после возгорания графитового замедлителя, который продолжался десять дней. Эти существенные детали были озвучены учёными в ходе представления методики анализа.

При нормальной работе графитовый модератор замедляет быстрые нейтроны, но во время аварии он воспламенился и продолжал гореть. В процессе топливo окислился до различных оксидов урана, например U3O8 — и, в отличие от более устойчивых материалов, такой оксид хрупок и легко распадается на микрочастицы, которые ветер может переносить по окружающей среде, создавая риски для здоровья при вдыхании.

Учёные применяли уникальное оборудование, в частности синхротронную дифракцию рентгеновских лучей, чтобы увидеть внутреннюю структуру кристаллических материалов. Впервые удалось успешно выполнить структурный анализ радиоактивных фрагментов на площадке Rossendorf Beamline во Фрёшморе, где шесть частиц, полученных из украинской почвы, были изучены совместно с коллегами из Ганновера. Этим исследованием руководили Christoph Hennig и Tobias Weissenborn; они обнародовали данные, позволяющие распознавать различные кристаллические фазы внутри частиц.

Измерения позволили различать фазы оксидов урана внутри частиц и увидеть детали, ранее недоступные учёным. Результаты показали, что, несмотря на четыре десятилетия в среде, топливo внутри шести изученных частиц сохранило значительную часть своей исходной кристаллической структуры. Это означает, что некоторая радиационная пыль Чернобыля может быть относительно химически стабильнее, чем считалось ранее.

Однако авторы подчёркивают: вывод о сохранности структуры не следует воспринимать как доказательство того, что загрязнение Чернобыля становится безвредным. У каждого образца своя структура, и исследование охватило лишь шесть частиц из двух мест. Даже при большем объёме данных нельзя делать универсальные выводы о рисках для здоровья в регионе, поскольку возможны редкие, более стойкие частицы, которые будут выделять радионуклиды позже.

Авторы отмечают, что результаты не означают отмены ограничений на Зону отчуждения и что дальнейшие исследования продолжаются: учёные проводят дополнительные эксперименты с тяжёлыми трансурановыми фазами, обнаруженными в остатках. Это поможет лучше понять, как материалы Чернобыля изменяются со временем и как долго их воздействие может сохраняться.