Дослідження показало, що небезпечні мікрочастинки з Чорнобиля набагато стійкіші, ніж думали раніше

Через чотири десятиліття після масштабної ядерної катастрофи 1986 року вчені з’ясували нові деталі про поведінку радіоактивних залишків. Дослідницька група у складі фахівців Лейбніцького університету в Ганновері та Центру імені Гельмгольца в Дрездені-Россендорфі (HZDR) провела детальний аналіз шести крихітних, але високорадіоактивних фрагментів, викинутих під час вибуху зі зруйнованого реактора на Чорнобильській атомній електростанції.

Деталі

Результати дослідження, опубліковані в науковому виданні Journal of Hazardous Materials, свідчать про те, що ці мікроскопічні "гарячі частинки" є набагато стабільнішими, ніж передбачалося раніше. Це відкриття може кардинально покращити точність оцінки ризиків для здоров'я людей.

• Ворог інтегрував збіднений уран у бойову частину дронів: як вберегти себе від радіації

Потужні вибухи на ЧАЕС рознесли величезну кількість уламків реактора на кілометри навколо, а радіоактивні частинки пилу продовжують забруднювати ґрунт у зоні відчуження й донині. Попри те, що розміри цих фрагментів коливаються в межах від 8 до 50 мікрометрів, вони зберігають високий рівень радіоактивності й через 40 років. Навіть сьогодні перебування на цих територіях можливе виключно у спеціальних захисних костюмах.

Як зазначає фізик і аспірант Лейбніцького університету в Ганновері Тобіас Вайссенборн, науковці поділяють ці частинки на три основні класи:

• Перший тип: фрагменти, які за своїми фізичними та хімічними характеристиками й досі надзвичайно близькі до оригінального ядерного палива – діоксиду урану.
• Другий тип: частинки, частково або повністю замуровані в захисний шар цирконію чи повністю сплавлені з ним. Вони утворилися внаслідок стрибка температури в реакторі, коли розплавлене паливо з'єдналося з міцним металевим захистом.
• Третій тип: утворився внаслідок займання графітового сповільнювача, який горів упродовж 10 днів (його головна роль у нормальних умовах – сповільнювати швидкі нейтрони для підтримки ланцюгової реакції). Під час пожежі паливо окиснилося до різних оксидів урану (зокрема U₃O₈). Ця механічно нестабільна сполука легко розноситься вітром через мікроскопічний пил, вдихання якого становить колосальну загрозу для людського організму.

Перший в історії фазовий аналіз мікрочастинок

Механізми, через які ці речовини взаємодіють із навколишнім середовищем із різною швидкістю, досі залишалися маловивченими. Під час розпаду утворюється ціла гама оксидів урану, для дослідження яких необхідні надзвичайно складні експерименти.

Кристалограф із HZDR доктор Крістоф Хенніг провів перше в історії подібне структурне дослідження на лінії Россендорф у Греноблі, об'єднавши зусилля з Тобіасом Вайссенборном. Процедура вимагала ювелірної точності: спочатку вчені виділили частинки з українських зразків ґрунту та закріпили їх на мініатюрних вольфрамових електродах. Захищені кількома шарами матеріалу зразки відправили до Франції.

Доктор Крістоф Хенніг розповідає:

Зрештою, нам вдалося повністю повернути частинки в рентгенівському промені, сфокусованому до 100 мікрометрів – приблизно товщини людської волосини. Ми виміряли кожну частинку під 2000 різних кутів, щоб безперешкодно зафіксувати всі відбиття

Несподівані результати досліджень

Завдяки рентгенівській дифракції дослідники змогли експериментально зафіксувати різні оксидні фази в зразках. На свій подив, з'ясувалося, що кристалічна структура ядерного палива в досліджених частинках здебільшого збереглася в незмінному вигляді. Це доводить, що залишки аварії є хімічно стійкішими, аніж вважалося раніше: вони утримують продукти поділу всередині себе, що є позитивним фактором для екосистеми місцевих вод і ґрунтів.

Проте вчені закликають до обережності. Кожна частинка унікальна, а вибірка із шести зразків із двох локацій – занадто мала для глобальних висновків. Ба більше, навіть отримання усереднених даних у майбутньому не гарантує можливості точного прогнозування всіх локальних ризиків, адже в регіоні й надалі існуватимуть стійкіші викиди, здатні вивільняти радіонукліди повільніше.

Пом’якшувати обмеження в Чорнобильській зоні наразі зарано. Водночас науковий пошук триває: вже зараз Вайссенборн і Хенніг планують наступні експерименти, присвячені вивченню високорадіоактивних трансуранових фаз у залишках однієї з найбільших техногенних катастроф в історії людства.

На початку повномасштабного вторгнення російські війська зайняли територію Чорнобильської АЕС. Наразі її контролює Україна, однак по всій зоні українські військові готуються до можливих несподіванок. У серпні Україна почала підготовку до можливого повернення російських військ у Чорнобильську зону, як це було у 2022 році, повідомляє Der Spiegel.

Ландшафт зони відчуження перетворився на укріплений район:

• Інженерні споруди: Кожні кілька кілометрів зведено блокпости, а важка техніка риє траншеї та ями у піщаному ґрунті для створення оборонних насипів.
• Галереї: Під піщаними пагорбами споруджують захисні укриття, використовуючи для стін і стель деревину з місцевих лісів.
• Захист від дронів: Уздовж доріг встановлюють металеві стовпи з натягнутими пластиковими сітками, які ефективно заплутують ворожі безпілотники (таку тактику раніше успішно застосовували на Донбасі). Через близькість кордону регіон також перебуває в зоні ризику для FPV-дронів.

Окрему тривогу викликає стан захисної споруди над зруйнованим четвертим енергоблоком. гігантський конфайнмент, зведений у 2016 році зі строком служби на століття для блокування радіоактивних частинок, зазнав серйозних пошкоджень. У лютому 2025 року внаслідок удару російського безпілотника всередині захисної оболонки спалахнула тліюча пожежа, яка знищила мембрану. Попри те, що українські фахівці оперативно залатали пошкоджений металевий каркас, захисна споруда вже не функціонує так, як планувалося спочатку.

26 квітня 1986 року сталася найбільша техногенна катастрофа в історії людства – вибух на Чорнобильській атомній електростанції. Щоб ізолювати зруйнований четвертий реактор, уже за кілька місяців над ним звели об'єкт "Укриття", відоміший як "Саркофаг", розрахований на 30 років експлуатації.

Проте конструкція з сотень тисяч тонн бетону та металу виявилася негерметичною. Із часом у ній утворилися щілини й шпарини, сумарна площа яких перевищила тисячу квадратних метрів. Через це у 2007 році Україна, ЄБРР та французький консорціум "Новарка" домовилися про зведення нового захисту. Проєкт успішно завершили у 2019 році, створивши сучасний Новий безпечний конфайнмент – найбільшу рухому наземну конструкцію у світі.

Влітку Чорнобильський заповідник охопили лісові пожежі, спричинені російськими обстрілами. Ситуацію погіршили сильні пориви вітру та висока температура повітря, які сприяли швидкому поширенню вогню. Переважна більшість пожеж у Чорнобильській зоні були спричинені падінням уламків російських дронів.