Le particelle radioattive disperse nell’esplosione di Chornobyl sono rimaste più integre e stabili di quanto gli scienziati si aspettassero: gran parte del materiale radioattivo è ancora intrappolata al loro interno. La scoperta, basata sull’analisi di sei particelle raccolte in due località della zona di esclusione, suggerisce che potrebbero rilasciare contaminanti nell’ambiente più lentamente del previsto. Questo non significa, però, che il sito sia sicuro da frequentare senza protezioni.
Lo studio è stato condotto da ricercatori dell’Università Leibniz di Hannover e dell’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), in Germania, e pubblicato sul Journal of Hazardous Materials. Gli scienziati hanno esaminato particelle di combustibile nucleare di tre categorie, distinte in base a ciò che era accaduto loro durante l’esplosione del reattore. Alcune erano rimaste simili al combustibile originario, il biossido di uranio; altre si erano fuse, in parte o del tutto, con il rivestimento di zirconio. Una terza categoria si era formata quando aveva preso fuoco il moderatore di grafite, il materiale usato nel reattore per controllare la reazione nucleare.
«Esistono tre classi di queste particelle», spiega il fisico Tobias Weissenborn, dell’Università Leibniz di Hannover. «La prima comprende particelle che, dal punto di vista chimico e fisico, sono ancora molto simili al combustibile nucleare, il biossido di uranio. Poi ci sono particelle parzialmente o completamente racchiuse nel loro strato di zirconio, oppure fuse del tutto con esso. Il terzo tipo si è formato quando ha preso fuoco il moderatore di grafite».
La composizione chimica varia da una classe all’altra e può influire sul modo in cui le particelle si degradano. Quelle analizzate erano larghe appena 8–50 micrometri: in un millimetro ne potrebbero stare almeno 20. Per studiarle, il gruppo ha usato la diffrazione a raggi X, una tecnica che permette di ricostruire la struttura cristallina osservando come i raggi X vengono riflessi dagli atomi.
«In definitiva, abbiamo fatto ruotare completamente le particelle in un fascio di raggi X focalizzato su un’area di 100 micrometri, più o meno lo spessore di un capello umano», racconta il cristallografo Christoph Hennig dell’HZDR. «Abbiamo misurato ogni particella da 2.000 angolazioni diverse, così da rilevare tutte le riflessioni».
In tutte e tre le categorie, la struttura che racchiude il combustibile nucleare è risultata in gran parte intatta. Il dato indica che queste particelle potrebbero essere chimicamente più stabili di quanto si ritenesse e offre un quadro più preciso di come l’esplosione e le successive reazioni chimiche abbiano modificato i cristalli di combustibile.
«I nostri risultati dimostrano che le particelle di combustibile di Chornobyl fungono da serbatoi straordinariamente persistenti», scrivono i ricercatori nell’articolo. La loro stabilità potrebbe rallentare il rilascio di materiale radioattivo nell’ambiente e aiutare a valutare i rischi ambientali nel lungo periodo. Tuttavia, il materiale radioattivo non è scomparso: le particelle possono restare pericolose per decenni. Inalarle è estremamente nocivo e vento, erosione o passaggio di animali potrebbero sollevarle dal terreno.
Gli autori sottolineano che il campione è limitato: sono state analizzate soltanto sei particelle, provenienti da due località. Per valutare i rischi attuali nella zona di Chornobyl serviranno quindi dati più ampi, raccolti per periodi più lunghi.
«Anche se a un certo punto riuscissimo a calcolare alcune medie, non potremmo comunque formulare affermazioni valide in generale sui rischi per la salute nella regione», afferma Weissenborn. «Anche se le particelle si degradano seguendo un andamento in gran parte uniforme, ci saranno sempre eccezioni: particelle più persistenti che rilasceranno radionuclidi in un momento successivo».
