Gotovo četiri desetljeća nakon nuklearne katastrofe u Černobilu, znanstvenici su otkrili zabrinjavajuće dokaze da radioaktivne posljedice nesreće iz 1986. godine još nisu prošlost. Istraživanje mikroskopskih čestica nuklearnog goriva izbačenih iz reaktora pokazalo je da su neke od njih ostale gotovo nepromijenjene, unatoč dugogodišnjoj izloženosti okolišu.

Otkriće dovodi u pitanje ranije pretpostavke o tome koliko se brzo takve čestice razgrađuju te otvara nova pitanja o dugoročnim zdravstvenim rizicima radioaktivnog onečišćenja. Iako su prošla desetljeća od jedne od najtežih nuklearnih katastrofa u povijesti, pojedini ostaci goriva mogli bi još dugo zadržati sposobnost pohranjivanja i otpuštanja radioaktivnih tvari.

Istraživački tim svoje je rezultate objavio u znanstvenom časopisu Journal of Hazardous Materials, ističući da čestice nuklearnog goriva iz Černobila predstavljaju dugotrajne izvore radioaktivnih tvari u okolišu.

„Naši rezultati pokazuju da čestice černobilskog goriva djeluju kao iznimno postojani spremnici fisijskih produkata i aktinoida u okolišu”, naveli su istraživači u radu.

Dodali su da očuvana struktura čestica, gotovo 40 godina nakon nesreće, upućuje na to da bi one u doglednoj budućnosti mogle nastaviti zadržavati radioaktivne tvari.

Mikroskopske čestice koje su preživjele desetljeća

Kada se 1986. godine pregrijao i eksplodirao četvrti reaktor nuklearne elektrane Černobil, u atmosferu je izbačen oblak koji je sadržavao više od 100 različitih vrsta izrazito radioaktivnih čestica.

Ti sitni fragmenti nuklearnog goriva, poznati kao „vruće čestice”, veličine su svega 8 do 50 mikrometara. Unatoč njihovim mikroskopskim dimenzijama, i danas su radioaktivni te nastavljaju pridonositi onečišćenju tla u černobilskoj isključnoj zoni i njezinoj okolici na sjeveru Ukrajine.

Upravo je dugotrajna prisutnost tih čestica potaknula znanstvenike da detaljnije istraže što se s njima događa tijekom vremena i koliko se njihova unutarnja struktura mijenja pod utjecajem okoliša.

Istraživanje su proveli stručnjaci sa Sveučilišta Leibniz u Hannoveru i Helmholtzova centra Dresden-Rossendorf u Njemačkoj. Analizirali su šest radioaktivnih čestica kako bi utvrdili kako su se promijenile tijekom gotovo 40 godina od katastrofe.

Rezultati su ih iznenadili. Pojedine čestice pokazale su znatno veću stabilnost nego što su znanstvenici ranije pretpostavljali, što znači da njihova struktura nije nužno podložna postupnoj razgradnji u očekivanom opsegu.

Znanstvenici razlikuju tri vrste černobilskih čestica

Autor istraživanja Tobias Weissenborn objasnio je da se čestice nuklearnog goriva iz Černobila mogu podijeliti u tri kategorije, ovisno o njihovu sastavu i načinu na koji su nastale.

„Postoje tri skupine tih čestica”, objasnio je Weissenborn.

Prvu skupinu čine čestice koje su kemijski i fizički još uvijek vrlo slične izvornom nuklearnom gorivu, odnosno uranijevu dioksidu. Riječ je o materijalu koji je bio dio goriva u reaktoru, a čija se struktura u nekim fragmentima očuvala i nakon desetljeća provedenih u okolišu.

Drugu skupinu čine čestice koje su djelomično ili potpuno obavijene slojem cirkonija ili su se s njim potpuno stopile. Taj sloj predstavlja važan dio njihove strukture, a njegovo povezivanje s gorivom razlikuje ih od čestica koje su zadržale obilježja izvornog uranijeva dioksida.

Treća skupina nastala je u posebno dramatičnim okolnostima tijekom katastrofe, kada se zapalio grafit koji je služio kao moderator u reaktoru. Požar je trajao deset dana, a tijekom izgaranja nuklearno se gorivo pretvorilo u različite uranijeve okside.

Takvi oksidi mogu se relativno lako raspadati na mikroskopske čestice prašine koje vjetar može prenositi kroz okoliš. Upravo je to posebno zabrinjavajuće jer udisanje radioaktivnih čestica može predstavljati ozbiljnu opasnost za ljudsko zdravlje.

Rendgenska analiza otkrila što se krije unutar radioaktivnih ostataka

Kako bi detaljnije proučili strukturu čestica, istraživači su proveli napredne eksperimente rendgenske difrakcije. Tom su metodom mogli ispitati unutarnju strukturu radioaktivnog materijala, što im je omogućilo da dobiju uvid u promjene koje su se dogodile tijekom desetljeća.

Analiza je pokazala da su neke čestice zadržale velik dio izvorne strukture nuklearnog goriva, unatoč tome što su gotovo 40 godina bile izložene djelovanju okoliša.

To je važan nalaz jer se očekivalo da će se takvi ostaci s vremenom postupno mijenjati i razgrađivati. Međutim, istraživanje pokazuje da barem dio černobilskih čestica može biti znatno postojaniji nego što se ranije pretpostavljalo.

Otkriće upućuje na mogućnost da neki od najopasnijih radioaktivnih ostataka katastrofe ostanu gotovo nepromijenjeni još desetljećima. Time bi se moglo produljiti razdoblje tijekom kojeg ti materijali utječu na okoliš i predstavljaju potencijalni izvor radioaktivnog onečišćenja.

Ipak, važno je naglasiti da očuvana struktura čestice sama po sebi ne znači da je njezina opasnost za ljudsko zdravlje precizno utvrđena. Za takvu procjenu potrebno je uzeti u obzir i druge čimbenike, uključujući vrstu radionuklida, način njihova oslobađanja i mogućnost izlaganja ljudi.

Zašto šest analiziranih čestica nije dovoljno za konačne zaključke?

Unatoč zabrinjavajućim rezultatima, istraživači upozoravaju da njihovo otkriće treba tumačiti oprezno. Analizirano je samo šest čestica s dviju različitih lokacija, što je premalen uzorak za donošenje općih zaključaka o svim radioaktivnim ostacima u černobilskoj zoni.

Weissenborn je naglasio da se struktura pojedinih čestica može znatno razlikovati.

„Međutim, svaka pojedina čestica ima drukčiju strukturu, a naš je eksperiment proučavao samo šest takvih čestica s dviju različitih lokacija”, rekao je.

Prema njegovim riječima, za pouzdanije zaključke o stabilnosti černobilskih čestica bilo bi potrebno prikupiti uzorke s mnogo više lokacija i analizirati znatno veći broj fragmenata.

Takav bi pristup omogućio bolje razumijevanje razlika među česticama te procjenu koliko se njihova struktura mijenja tijekom vremena. Bez šireg uzorkovanja nije moguće pouzdano utvrditi predstavljaju li analizirani fragmenti uobičajen primjer ili pripadaju skupini posebno postojanih čestica.

Znanstvenik je upozorio i na to da čak ni utvrđivanje prosječne stabilnosti čestica ne bi bilo dovoljno za donošenje univerzalnih zaključaka o zdravstvenim rizicima za stanovništvo u regiji.

„Čak i kada bismo u nekom trenutku dobili određene prosječne vrijednosti, i dalje ne bismo mogli donositi univerzalne zaključke o zdravstvenim rizicima na tom području”, istaknuo je Weissenborn.

Najveći problem mogle bi biti čestice koje se razgrađuju sporije od ostalih

Jedan od razloga zbog kojih istraživači pozivaju na oprez jest mogućnost da se pojedine čestice ponašaju drukčije od većine. Čak i ako se radioaktivni fragmenti u cjelini razgrađuju prema sličnom obrascu, uvijek mogu postojati iznimke koje ostaju stabilne dulje od ostalih.

Upravo bi takve čestice mogle nastaviti oslobađati radionuklide u okoliš i u kasnijim razdobljima, zbog čega je teško unaprijed odrediti koliko će dugo pojedini radioaktivni ostaci zadržati svoj utjecaj.

„Čak i ako se čestice razgrađuju prema uglavnom ujednačenom obrascu, uvijek će postojati iznimke, odnosno postojanije čestice koje će radionuklide oslobađati u kasnijem razdoblju”, upozorio je Weissenborn.

Takve razlike otežavaju izradu dugoročnih procjena rizika. Prosječno ponašanje radioaktivnih čestica ne mora odražavati ponašanje svakog pojedinog fragmenta, a upravo oni najpostojaniji mogli bi biti važni za razumijevanje dugotrajnog onečišćenja.

Zato će buduća istraživanja morati obuhvatiti veći broj uzoraka, različite lokacije i detaljnije analize sastava čestica. Tek će takvi podaci omogućiti preciznije razumijevanje njihove stabilnosti i mogućih posljedica za okoliš.

Černobilska katastrofa i dalje je znanstveni izazov

Gotovo 40 godina nakon eksplozije četvrtog reaktora, Černobil i dalje predstavlja važan predmet istraživanja zbog složenih i dugotrajnih posljedica radioaktivnog onečišćenja.

Novo istraživanje pokazuje da neke mikroskopske čestice nuklearnog goriva mogu očuvati svoju izvornu strukturu mnogo dulje nego što se očekivalo. Iako zasad nije moguće iz tih rezultata izvesti univerzalne zaključke o zdravstvenim rizicima, oni upućuju na potrebu za daljnjim proučavanjem radioaktivnih ostataka.

Posebno je važno utvrditi koliko se pojedine vrste čestica razlikuju, kako se s vremenom mijenjaju i pod kojim uvjetima oslobađaju radionuklide u okoliš.

Znanstvenici zasad ne tvrde da je svaka čestica jednako opasna niti da se rizik za stanovništvo može izravno izračunati na temelju šest analiziranih uzoraka. Njihovi nalazi, međutim, upozoravaju da radioaktivno nasljeđe Černobila nije jednostavno pitanje koje se može riješiti protokom vremena.

Četiri desetljeća nakon katastrofe, pojedini ostaci nuklearnog goriva i dalje čuvaju strukturu koja ih povezuje s izvornom nesrećom. Koliko će dugo ostati postojani i kakav će to utjecaj imati na okoliš, tek treba utvrditi opsežnijim istraživanjima.