Resumo:
Quase 40 anos após o acidente nuclear de Chernobyl em 1986, os pesquisadores conduziram a primeira análise completa da fase cristalina de uma única "partícula quente" de combustível nuclear liberada pelo acidente. A detecção de seis partículas minúsculas descobriu que a estrutura de alguns óxidos de urânio ainda está praticamente intacta e pode continuar a fixar produtos de fissão e actinídeos no interior das partículas, o que significa que a estabilidade química deste tipo de detritos pode ser superior ao estimado anteriormente.
Essas partículas têm cerca de 8 a 50 mícrons de diâmetro e vieram de dois locais na zona de exclusão de Chernobyl: a equipe de pesquisa separou duas partículas de um núcleo de perfuração de asfalto em Pripyat, com um ponto de amostragem a cerca de 3 quilômetros a noroeste do reator; as outras quatro partículas vieram da superfície do solo de terras agrícolas a cerca de 5 quilômetros de distância, perto de Kopacz. As amostras foram coletadas em 2015 e 2017, respectivamente. Eles ainda são altamente radioativos e os pesquisadores conduziram experimentos sob a proteção de embalagens multicamadas.
A equipa de investigação fixou as partículas e enviou-as para a Instalação de Radiação Síncrotron em Grenoble, onde foram escaneadas com um feixe de raios X focalizado e medidas girando cada partícula em cerca de 2.000 ângulos para capturar sinais de difração de cristal. Dióxido de urânio (UO₂), trióxido de urânio (U₃O₈), tetróxido de tetraurânio de urânio (U₄O₉) e fases mistas contendo zircônio foram analisados e identificados. Os pesquisadores acreditam que parte da rede de UO₂ e U₄O₉ permanece intacta e pode continuar a atuar como uma "matriz de retenção" em um futuro próximo, limitando a migração para fora de produtos de fissão radioativa e elementos actinídeos.
As diferentes estruturas das partículas refletem as diferentes temperaturas e ambientes químicos experimentados durante o acidente. Alguns ainda estão próximos do combustível original de dióxido de urânio; alguns são parcialmente embrulhados ou fundidos com o material de zircônio na camada externa do combustível; quando o moderador de grafite queima, o combustível pode ser oxidado em uma variedade de óxidos de urânio. Entre eles, o U₃O₈ é relativamente frágil e pode facilmente formar partículas que podem ser levadas pelo vento. A inalação deste tipo de poeira radioativa pode causar sérios riscos à saúde.
No entanto, as seis amostras vieram de dois locais e não podem representar todos os restos de combustível em toda a zona de exclusão de Chernobyl. Os pesquisadores enfatizaram que a estrutura de cada partícula é diferente. Mesmo que a amostra seja expandida e uma média seja obtida no futuro, ainda pode haver partículas “outliers” que são mais estáveis e podem libertar radionuclídeos durante um longo período de tempo. Esta descoberta só pode ajudar a melhorar os modelos de dispersão da poluição e de gestão de resíduos, mas não significa necessariamente que o ambiente circundante seja geralmente seguro, nem significa que as zonas proibidas possam ser eliminadas.
A pesquisa, publicada no Journal of Hazardous Materials, foi concluída por uma equipe da Universidade Leibniz de Hanover, na Alemanha, e do Centro de Pesquisa Helmholtz Dresden-Rosendorf. Os investigadores continuam a analisar as fases dos elementos transurânicos altamente radioactivos nos destroços para aprender mais sobre as mudanças nestas partículas ao longo do tempo, à medida que são expostas ao solo e ao asfalto, e o potencial para futuras libertações de material radioactivo.
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