Мікроскопічні фрагменти ядерного палива, що потрапили в довкілля під час аварії на четвертому енергоблоці Чорнобильської АЕС у 1986 році, зберігають стабільну внутрішню структуру протягом майже сорока років. До такого висновку дійшла дослідницька група з Лейбніцького університету Ганновера та Центру Гельмгольца Дрезден-Россендорф, яка оприлюднила результати аналізу шести радіоактивних зразків розміром від 8 до 50 мікрометрів.
Для вивчення внутрішньої будови частинок науковці застосували методи рентгенівської дифракції. Це дало змогу детально дослідити стан ядерного палива на мікроскопічному рівні та оцінити, як на нього вплинули кліматичні й екологічні чинники в зоні відчуження. Результати роботи опубліковано у виданні Journal of Hazardous Materials.
Аналіз показав наявність трьох категорій часток, які різняться складом і ступенем деградації. Перша категорія за хімічними та фізичними показниками залишається ідентичною діоксиду урану, що використовувався як паливо в реакторі. Друга категорія часток частково або повністю інтегрована в захисний шар цирконію, який забезпечує їм додаткову фізичну стійкість і захист від руйнівного впливу довкілля.
Третя категорія утворилася під час тривалого горіння графітового сповільнювача, що тривало десять діб після вибуху. Висока температура трансформувала частинки палива в різні оксиди урану, здатні легко подрібнюватися до стану мікроскопічного пилу. Такі фракції мають високу мобільність і можуть переноситися вітром на значні відстані, що створює ризик їх потрапляння в дихальні шляхи людини. Наслідки інгаляційного впливу цих частинок фахівці оцінюють як серйозну загрозу для здоров'я населення та персоналу, який працює в регіоні.
Отримані дані підтверджують, що радіоактивні частинки діють як тривалі резервуари продуктів поділу та актиноїдів у ґрунтах зони відчуження. Оскільки деякі зразки зберігають початкову структуру, очікується, що вони й надалі вивільнятимуть радіонукліди протягом тривалого часу. Ця особливість поведінки паливних фрагментів значно ускладнює прогнозування екологічної ситуації та оцінку довгострокових ризиків, пов'язаних із радіоактивним забрудненням територій навколо пошкодженого енергоблока в північній частині України.
Автор дослідження Тобіас Вайссенборн зазначає, що кожен вивчений зразок має унікальну внутрішню структуру, тому наявних даних недостатньо для створення універсальної моделі поведінки всіх забруднювачів. Подальше вивчення потребує збору зразків із більшої кількості локацій та аналізу значно ширшої вибірки частинок для отримання статистично значущих результатів.
Навіть за наявності усереднених показників розпаду завжди існуватимуть аномальні частинки з підвищеною стійкістю, які можуть зберігати радіоактивну небезпеку значно довше за інші типи уламків, виявлених на території Чорнобильської зони. Саме тому дослідники наголошують на потребі подальшого моніторингу та детальнішого вивчення фрагментів палива, які залишаються в ґрунтах зони відчуження.