Quarant’anni di pioggia, gelo, terra e asfalto non sono bastati a disfare sei minuscoli frammenti di combustibile nucleare dispersi durante il disastro di Chernobyl. Analizzandoli con potenti raggi X, un gruppo di ricercatori tedeschi ha scoperto che la loro struttura cristallina è rimasta in larga parte intatta, conservando al proprio interno sostanze radioattive che altrimenti potrebbero disperdersi nell’ambiente.
La scoperta arriva da uno studio pubblicato sul Journal of Hazardous Materials e illustrato anche dalla Leibniz University Hannover, che ha condotto la ricerca insieme all’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. È un risultato incoraggiante per comprendere come si comportano i residui dell’incidente nucleare del 1986. Con una precisazione, però: gli scienziati hanno esaminato soltanto sei particelle, troppo poche per stabilire cosa stia accadendo all’intera zona contaminata.
Più piccole di un capello, radioattive da quarant’anni
Quando il reattore numero 4 della centrale di Chernobyl esplose, il 26 aprile 1986, nell’ambiente finirono anche innumerevoli frammenti di combustibile nucleare. Alcuni erano così piccoli da poter essere trasportati insieme alla polvere.
Si chiamano hot particles, particelle calde, anche se il nome non riguarda la loro temperatura. Sono frammenti altamente radioattivi che misurano tra 8 e 50 micrometri, quindi generalmente meno dello spessore di un capello umano. E continuano a emettere radiazioni quattro decenni dopo l’incidente.
Non sono nemmeno tutte uguali. Alcune conservano una composizione simile al combustibile originario del reattore, altre si sono fuse con lo zirconio che rivestiva le barre nucleari. Altre ancora hanno subito gli effetti dell’incendio della grafite, che bruciò per dieci giorni dopo l’esplosione, trasformando parte del combustibile in diversi composti di uranio.
Proprio queste differenze rendono difficile prevedere quanto a lungo le particelle continueranno a rilasciare sostanze radioattive.
I ricercatori hanno osservato ogni particella da 2.000 angolazioni
Per studiarle, i ricercatori hanno selezionato sei frammenti provenienti da due località della zona di esclusione: Pripyat, la città evacuata dopo il disastro, e Kopachi, un villaggio situato a pochi chilometri dalla centrale.
Due particelle provenivano da campioni di asfalto raccolti a Pripyat, le altre quattro da campioni di terreno agricolo di Kopachi.
I frammenti sono stati isolati e trasferiti all’European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble, in Francia, dove i ricercatori hanno utilizzato un acceleratore di particelle capace di produrre raggi X estremamente intensi.
Ogni minuscolo frammento è stato ruotato all’interno del fascio e osservato da circa 2.000 angolazioni diverse. In questo modo gli scienziati hanno potuto ricostruire come fossero disposti gli atomi e verificare quali materiali avessero resistito al passare del tempo. Il risultato li ha sorpresi: alcune strutture di ossido di uranio, uno dei principali componenti del combustibile nucleare, erano ancora largamente integre.
E c’era un altro dettaglio interessante. Due particelle prelevate dal terreno della stessa località presentavano condizioni molto diverse: una mostrava una forte ossidazione, mentre l’altra era rimasta quasi inalterata. Gli autori suggeriscono che almeno parte di queste differenze possa risalire alle condizioni estreme dell’incidente, anziché essere dovuta soltanto all’esposizione agli agenti atmosferici nei decenni successivi.
In pratica, alcuni frammenti potrebbero aver conservato per quarant’anni caratteristiche acquisite durante l’esplosione e l’incendio del reattore.
Le sostanze radioattive sono ancora intrappolate nei frammenti
La scoperta interessa soprattutto chi studia la contaminazione del suolo e delle acque. Quando un materiale radioattivo si deteriora, alcune delle sostanze che contiene possono essere liberate e raggiungere l’ambiente circostante. Se invece la sua struttura rimane stabile, può continuare a trattenerle.
È quanto suggeriscono le analisi condotte sui sei frammenti di Chernobyl: alcune strutture cristalline possono ancora trattenere prodotti di fissione e altri elementi radioattivi. Questo potrebbe significare un rilascio più lento di determinate sostanze nel terreno e nell’acqua.
La Leibniz University Hannover considera il risultato utile per migliorare le future valutazioni del rischio ambientale e sanitario, ma gli stessi ricercatori invitano alla prudenza. Ogni particella possiede caratteristiche proprie. Anche raccogliendo un numero molto maggiore di campioni e ottenendo valori medi attendibili, rimarrebbe la possibilità di trovare frammenti particolarmente resistenti, capaci di liberare radionuclidi molto più tardi rispetto agli altri. Per comprendere il comportamento dei residui radioattivi servono quindi ulteriori analisi, condotte su particelle diverse e provenienti da più località.
Chernobyl resta pericolosa, anche se le particelle sono stabili
La stabilità chimica osservata nello studio non rende i frammenti innocui. Le particelle continuano a essere radioattive e alcune forme di ossido di uranio possono diventare meccanicamente instabili, frantumandosi in polveri ancora più piccole e facilmente trasportabili dal vento. L’inalazione di questi materiali rappresenta un rischio sanitario serio. La zona di esclusione di Chernobyl rimane quindi soggetta a restrizioni e la scoperta non offre alcuna ragione per considerare prossima la sua riapertura.
Peraltro, i sei frammenti analizzati rappresentano soltanto una piccolissima parte dei materiali dispersi durante il disastro. Le loro condizioni non permettono di misurare la radioattività complessiva della zona, né di stabilire quanto materiale contaminante abbia già raggiunto il suolo o le falde acquifere.
I ricercatori stanno già conducendo nuovi esperimenti su altri residui radioattivi, in particolare sui materiali contenenti elementi transuranici, cioè elementi più pesanti dell’uranio. Dovranno capire quanto a lungo queste strutture possano resistere e quali condizioni ne favoriscano la degradazione. Intanto, quarant’anni dopo l’esplosione, alcuni frammenti conservano ancora quasi intatta la struttura che avevano nel 1986. E continuano a essere radioattivi.
Fonte: Leibniz University Hannover