Исследование показало, что опасные микрочастицы из Чернобыля намного устойчивее, чем считалось ранее

Через четыре десятилетия после масштабной ядерной катастрофы 1986 года ученые выяснили новые детали о поведении радиоактивных остатков. Исследовательская группа в составе специалистов Лейбницкого университета в Ганновере и Центра имени Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) провела детальный анализ шести крошечных, но высокорадиоактивных фрагментов, выброшенных во время взрыва из разрушенного реактора на Чернобыльской атомной электростанции.

Детали

Результаты исследования, опубликованные в научном издании Journal of Hazardous Materials, свидетельствуют о том, что эти микроскопические "горячие частицы" гораздо стабильнее, чем предполагалось ранее. Это открытие может кардинально повысить точность оценки рисков для здоровья людей.

• Враг интегрировал обедненный уран в боевую часть дронов: как защитить себя от радиации

Мощные взрывы на ЧАЭС разнесли огромное количество обломков реактора на километры вокруг, а радиоактивные частицы пыли продолжают загрязнять почву в зоне отчуждения и по сей день. Несмотря на то, что размеры этих фрагментов колеблются в пределах от 8 до 50 микрометров, они сохраняют высокий уровень радиоактивности и через 40 лет. Даже сегодня пребывание на этих территориях возможно исключительно в специальных защитных костюмах.

Как отмечает физик и аспирант Лейбницкого университета в Ганновере Тобиас Вайссенборн, ученые разделяют эти частицы на три основных класса:

• Первый тип: фрагменты, которые по своим физическим и химическим характеристикам до сих пор чрезвычайно близки к исходному ядерному топливу — диоксиду урана.
• Второй тип: частицы, частично или полностью заключенные в защитный слой циркония либо полностью сплавленные с ним. Они образовались в результате резкого повышения температуры в реакторе, когда расплавленное топливо соединилось с прочной металлической защитой.
• Третий тип: образовался в результате возгорания графитового замедлителя, который горел в течение 10 дней (его главная роль в нормальных условиях — замедлять быстрые нейтроны для поддержания цепной реакции). Во время пожара топливо окислилось до различных оксидов урана, в частности U₃O₈. Это механически нестабильное соединение легко разносится ветром в виде микроскопической пыли, вдыхание которой представляет колоссальную угрозу для человеческого организма.

Первый в истории фазовый анализ микрочастиц

Механизмы, благодаря которым эти вещества взаимодействуют с окружающей средой с разной скоростью, до сих пор оставались малоизученными. В процессе распада образуется целая гамма оксидов урана, для исследования которых необходимы чрезвычайно сложные эксперименты.

Кристаллограф из HZDR доктор Кристоф Хенниг провел первое в истории подобное структурное исследование на Россендорфской линии в Гренобле, объединив усилия с Тобиасом Вайссенборном. Процедура требовала ювелирной точности: сначала ученые выделили частицы из украинских образцов почвы и закрепили их на миниатюрных вольфрамовых электродах. Защищенные несколькими слоями материала образцы отправили во Францию.

Доктор Кристоф Хенниг рассказывает:

В итоге нам удалось полностью просканировать частицы рентгеновским лучом, сфокусированным до 100 микрометров — примерно толщины человеческого волоса. Мы измерили каждую частицу под 2000 различными углами, чтобы беспрепятственно зафиксировать все отражения

Неожиданные результаты исследований

Благодаря рентгеновской дифракции исследователи смогли экспериментально зафиксировать различные оксидные фазы в образцах. К своему удивлению, они выяснили, что кристаллическая структура ядерного топлива в исследованных частицах в основном сохранилась в неизменном виде. Это доказывает, что остатки аварии химически более устойчивы, чем считалось ранее: они удерживают продукты деления внутри себя, что является положительным фактором для экосистемы местных вод и почв.

Однако ученые призывают к осторожности. Каждая частица уникальна, а выборка из шести образцов из двух локаций слишком мала для глобальных выводов. Более того, даже получение усредненных данных в будущем не гарантирует возможности точного прогнозирования всех локальных рисков, поскольку в регионе по-прежнему будут существовать более устойчивые выбросы, способные медленнее высвобождать радионуклиды.

Смягчать ограничения в Чернобыльской зоне пока слишком рано. Вместе с тем научный поиск продолжается: уже сейчас Вайссенборн и Хенниг планируют следующие эксперименты, посвященные изучению высокорадиоактивных трансурановых фаз в остатках одной из крупнейших техногенных катастроф в истории человечества.

В начале полномасштабного вторжения российские войска заняли территорию Чернобыльской АЭС. Сейчас ее контролирует Украина, однако по всей зоне украинские военные готовятся к возможным неожиданностям. В августе Украина начала подготовку к возможному возвращению российских войск в Чернобыльскую зону, как это было в 2022 году, сообщает Der Spiegel.

Ландшафт зоны отчуждения превратился в укрепленный район:

• Инженерные сооружения: Каждые несколько километров возведены блокпосты, а тяжелая техника роет траншеи и ямы в песчаной почве для создания оборонительных насыпей.
• Галереи: Под песчаными холмами строят защитные укрытия, используя для стен и потолков древесину из местных лесов.
• Защита от дронов: Вдоль дорог устанавливают металлические столбы с натянутыми пластиковыми сетками, которые эффективно запутывают вражеские беспилотники (такую тактику ранее успешно применяли на Донбассе). Из-за близости границы регион также находится в зоне риска для FPV-дронов.

Отдельную тревогу вызывает состояние защитного сооружения над разрушенным четвертым энергоблоком. Гигантский конфайнмент, возведенный в 2016 году со сроком службы на столетие для блокирования радиоактивных частиц, получил серьезные повреждения. В феврале 2025 года в результате удара российского беспилотника внутри защитной оболочки вспыхнул тлеющий пожар, уничтоживший мембрану. Несмотря на то, что украинские специалисты оперативно залатали поврежденный металлический каркас, защитное сооружение уже не функционирует так, как планировалось изначально.

26 апреля 1986 года произошла крупнейшая техногенная катастрофа в истории человечества — взрыв на Чернобыльской атомной электростанции. Чтобы изолировать разрушенный четвертый реактор, уже через несколько месяцев над ним возвели объект "Укрытие", более известный как "Саркофаг", рассчитанный на 30 лет эксплуатации.

Однако конструкция из сотен тысяч тонн бетона и металла оказалась негерметичной. Со временем в ней образовались щели и трещины, суммарная площадь которых превысила тысячу квадратных метров. Поэтому в 2007 году Украина, ЕБРР и французский консорциум "Новарка" договорились о строительстве новой защиты. Проект успешно завершили в 2019 году, создав современный Новый безопасный конфайнмент — крупнейшую передвижную наземную конструкцию в мире.

Летом Чернобыльский заповедник охватили лесные пожары, вызванные российскими обстрелами. Ситуацию усугубили сильные порывы ветра и высокая температура воздуха, которые способствовали быстрому распространению огня. Подавляющее большинство пожаров в Чернобыльской зоне были вызваны падением обломков российских дронов.