ذرات سوخت هسته‌ای پس از ۴۰ سال همچنان سالم و دست نخورده باقی مانده‌اند

کد خبر: ۹۴۴۲۱۳ تاریخ انتشار: ۴۹ : ۲۳ – ۲۷ مهر ۱۴۰۵

کشفی شگفت‌انگیز در چرنوبیل: ذرات سوخت هسته‌ای پس از ۴۰ سال هنوز سالم مانده‌اند

چهار دهه پس از فاجعه هسته‌ای چرنوبیل، محققان به این نتیجه رسیده‌اند که ذرات ریز سوخت هسته‌ای که در محیط پراکنده شده‌اند، برخلاف انتظارات، همچنان ساختار خود را حفظ کرده‌اند. این کشف از یک سو امیدوارکننده است، زیرا نشان می‌دهد که مواد رادیواکتیو احتمالاً با سرعت کمتری به محیط‌زیست وارد می‌شوند؛ اما از سوی دیگر، این بدان معناست که خطر آلودگی هسته‌ای همچنان وجود دارد و ممکن است برای دهه‌ها ادامه یابد.

به گزارش انتخاب، ذرات میکروسکوپی سوخت هسته‌ای چرنوبیل پس از ۴۰ سال هنوز ساختار خود را حفظ کرده‌اند؛ اما این مقاومت عجیب چه تأثیری بر سلامت انسان و محیط‌زیست دارد؟

محققان دانشگاه لایبنیتس هانوفر و مرکز هلمهولتس درسدن-روسندورف در آلمان، برای بررسی وضعیت سوخت هسته‌ای چرنوبیل، شش ذره رادیواکتیو را که از منطقه ممنوعه اطراف نیروگاه جمع‌آوری شده بودند، مورد مطالعه قرار دادند. هدف آن‌ها این بود که بفهمند ۴۰ سال قرارگیری در معرض شرایط محیطی چه تأثیری بر ساختار این ذرات گذاشته و آیا مواد خطرناک درون آن‌ها به‌تدریج آزاد شده‌اند یا خیر.

نتایج نشان داد که ذرات سوخت هسته‌ای بسیار مقاوم‌تر از آنچه که دانشمندان تصور می‌کردند، هستند. اندازه این ذرات بین ۸ تا ۵۰ میکرومتر بود؛ به‌طوری‌که حتی بزرگ‌ترین آن‌ها نیز حدود ۲۰ برابر کوچک‌تر از یک میلی‌متر بود. با وجود ابعاد بسیار ریز، این ذرات می‌توانند حاوی مواد رادیواکتیوی باشند که ورودشان به بدن، به‌ویژه از طریق تنفس، خطرناک است.

محققان ذرات را بر اساس تغییراتی که در اثر انفجار رآکتور تجربه کرده بودند، به سه گروه تقسیم کردند. گروه اول از نظر ساختار شیمیایی و فیزیکی همچنان شبیه سوخت اصلی رآکتور، یعنی دی‌اکسید اورانیوم بود. گروه دوم شامل ذراتی می‌شد که به دلیل حرارت شدید، تا حدی یا به‌طور کامل با پوشش زیرکونیومی خود ترکیب شده بودند. گروه سوم نیز در جریان آتش‌گرفتن گرافیت موجود در رآکتور شکل گرفته بود.

دانشمندان برای بررسی دقیق‌تر، از پرتو ایکس استفاده کردند و هر ذره را از دو هزار زاویه مختلف مورد مطالعه قرار دادند. این روش به آن‌ها این امکان را داد که ساختار بلوری ذرات را در مقیاس اتمی بررسی کنند و تغییرات ایجادشده در طول چهار دهه را بهتر بشناسند.

نتیجه غیرمنتظره بود: در هر سه گروه، ساختاری که مواد هسته‌ای را در خود نگه می‌دارد، تا حد زیادی دست‌نخورده باقی مانده بود.

شاید عجیب به نظر برسد، اما مقاومت بالای این ذرات لزوماً خبر بدی نیست. وقتی ساختار یک ذره رادیواکتیو پایدار باقی بماند، مواد خطرناک درون آن نیز ممکن است با سرعت کمتری به خاک، آب و سایر بخش‌های محیط‌زیست وارد شوند. به بیان ساده، این ذرات مانند مخازن بسیار کوچکی عمل می‌کنند که مواد رادیواکتیو را درون خود نگه داشته‌اند. هرچه ساختار مخزن دیرتر تخریب شود، احتمال آزادشدن سریع محتویات آن نیز کمتر خواهد بود.

محققان بر این باورند که یافته‌های جدید نشان می‌دهد که سرعت آزادسازی مواد رادیواکتیو از برخی ذرات سوخت چرنوبیل احتمالاً کمتر از برآوردهای قبلی است. این اطلاعات می‌تواند به ارزیابی دقیق‌تر خطرات بلندمدت آلودگی هسته‌ای و بهبود ایمنی نیروگاه‌های آینده کمک کند.

اما یک مشکل مهم وجود دارد: مواد رادیواکتیو هنوز در همان محل باقی مانده‌اند و سالم ماندن ذرات به معنای بی‌خطر شدن آن‌ها نیست. ذرات بسیار ریز ممکن است به دلیل وزش باد، فرسایش خاک یا حرکت حیوانات دوباره در هوا پراکنده شوند.

اگر این ذرات وارد دستگاه تنفسی انسان شوند، می‌توانند خطرات جدی برای سلامتی ایجاد کنند. از سوی دیگر، ساختار مقاوم آن‌ها ممکن است در آینده تخریب شود و مواد رادیواکتیو محبوس‌شده را آزاد کند. بنابراین، کشف جدید به معنای ایمن شدن منطقه ممنوعه چرنوبیل یا امکان بازگشت بدون تجهیزات محافظ نیست.

محققان تأکید می‌کنند که نتایج این مطالعه هنوز محدود است. آن‌ها تنها شش ذره را از دو نقطه منطقه ممنوعه بررسی کرده‌اند؛ در حالی که ذرات پراکنده‌شده در جریان فاجعه چرنوبیل می‌توانند ترکیب شیمیایی و رفتار متفاوتی داشته باشند.

توبیاس وایسنبورن، فیزیک‌دان دانشگاه لایبنیتس هانوفر، توضیح می‌دهد که حتی اگر دانشمندان بتوانند الگوی متوسط تخریب ذرات را مشخص کنند، باز هم نمی‌توانند درباره خطرات سلامتی در کل منطقه نتیجه‌گیری قطعی داشته باشند. به گفته او، همیشه ذراتی وجود خواهند داشت که مقاوم‌تر از بقیه هستند و ممکن است مواد رادیواکتیو خود را بسیار دیرتر آزاد کنند.

برای شناخت دقیق‌تر خطرات، دانشمندان باید تعداد بیشتری از ذرات را در نقاط مختلف چرنوبیل و در بازه‌های زمانی طولانی‌تر بررسی کنند.

این پژوهش در ژورنال Journal of Hazardous Materials منتشر شده است.