Deeltjes uit reactor Tsjernobyl stabieler dan gedacht

Radioactieve brandstofdeeltjes die bij de kernramp in Tsjernobyl in 1986 vrijkwamen, blijken aanzienlijk beter bestand tegen chemische aantasting dan tot nu toe werd aangenomen. Duits onderzoek vond zes microscopisch kleine, sterk radioactieve deeltjes in de omgeving van de voormalige kerncentrale. De fragmenten zijn slechts 8 tot 50 micrometer groot, maar bevatten nog altijd radioactieve stoffen.

Tijdens de wereldberoemde ramp op 26 april 1986 kwamen grote hoeveelheden radioactief materiaal vrij. Een deel daarvan belandde als kleine brandstoffragmenten in de bodem. Wetenschappers gingen er tot op heden vanuit dat deze deeltjes onder invloed van hun omgeving geleidelijk zouden veranderen en radioactieve stoffen zouden afgeven. Het nieuwe onderzoek van de Leibniz Universität Hannover en het Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf laat zien dat dit proces bij de onderzochte deeltjes veel langzamer verloopt dan verwacht.

Kristalstructuur

Om de samenstelling te onderzoeken, maakten de wetenschappers gebruik van geavanceerde röntgendiffractie bij de Europese synchrotronfaciliteit ESRF in Grenoble. De deeltjes werden op wolfraamelektroden bevestigd en vervolgens vanuit ongeveer 2.000 verschillende hoeken met een sterk geconcentreerde röntgenbundel onderzocht. Met deze techniek konden de onderzoekers de interne kristalstructuur van de deeltjes nauwkeurig bepalen.

Tot hun verrassing bleek de oorspronkelijke structuur van de nucleaire brandstof grotendeels intact te zijn gebleven. Dat betekent dat de deeltjes splijtingsproducten langer kunnen vasthouden, waardoor er mogelijk minder radioactieve stoffen in de omliggende bodem en het grondwater terechtkomen.

De onderzoekers onderscheiden drie typen deeltjes. Sommige bestaan grotendeels uit het oorspronkelijke uraniumdioxide. Andere zijn tijdens de ramp gedeeltelijk versmolten met zirkoniumhoudend materiaal uit de brandstofomhulling. Een derde groep ontstond door de brand en oxidatie van het nucleaire materiaal. Vooral die laatste categorie kan problematisch zijn. Bepaalde uraniumoxiden zijn mechanisch minder stabiel en kunnen uiteenvallen in fijnstof.

Gevolgen

De ontdekking betekent absoluut niet dat het gebied rond Tsjernobyl veilig is geworden. De onderzoekers benadrukken dat slechts zes deeltjes van twee locaties zijn onderzocht. Bovendien verschillen de samenstelling en stabiliteit per deeltje aanzienlijk. De onderzoekers werken inmiddels aan vervolgonderzoek naar andere sterk radioactieve bestanddelen in de achtergebleven reactorfragmenten.