Partículas de Chernobyl revelam combustível nuclear mais estável do que se imaginava
Quatro décadas após o desastre nuclear de Chernobyl, pesquisadores analisaram seis minúsculos fragmentos altamente radioativos liberados pelo reator destruído durante o acidente de 1986. O estudo revelou que essas partículas, conhecidas como “partículas quentes”, são muito mais estáveis do que se imaginava.
Os fragmentos têm entre oito e 50 micrômetros e continuam altamente radioativos mesmo após 40 anos. Segundo os pesquisadores, entender como esse material se comporta no ambiente pode ajudar a produzir avaliações mais precisas sobre os riscos à saúde provocados pela presença das partículas radioativas na região.
Para quem tem pressa:
- Pesquisadores analisaram seis partículas altamente radioativas liberadas no acidente de Chernobyl em 1986;
- Os fragmentos têm entre oito e 50 micrômetros e continuam radioativos quatro décadas depois;
- Raios X revelaram que a estrutura cristalina do combustível permaneceu praticamente intacta;
- A estabilidade pode ajudar a reter produtos de fissão e reduzir sua liberação no solo e na água;
- O estudo analisou apenas seis amostras e não permite determinar os riscos de todas as partículas da região.
Como as partículas se formaram
As explosões que destruíram o reator lançaram grandes quantidades de detritos para o ambiente. Entre os fragmentos estavam partículas de poeira radioativa que continuam presentes no solo da região de Chernobyl.
Os pesquisadores identificaram três classes principais desses fragmentos. A primeira reúne partículas que continuam química e fisicamente semelhantes ao combustível nuclear, formado por dióxido de urânio. A segunda inclui materiais parcialmente ou totalmente envolvidos pela camada de zircônio ou fundidos a ela.
Esse segundo tipo surgiu quando as temperaturas dentro do reator aumentaram drasticamente. O combustível derreteu e se fundiu à camada protetora de zircônio, metal altamente resistente.
A terceira classe se formou durante o incêndio do grafite usado como moderador do reator. Esse material tinha a função de desacelerar nêutrons rápidos e manter a reação em cadeia, mas pegou fogo durante o acidente e permaneceu queimando por dez dias.
Nesse processo, o combustível sofreu oxidação e formou diferentes óxidos de urânio, incluindo o U₃O₈. Esse composto é mecanicamente instável e pode formar rapidamente partículas microscópicas transportadas pelo vento. Quando inaladas, essas partículas representam riscos graves à saúde.
Raios X revelaram a estrutura do material encontrado em Chernobyl
Até agora, os pesquisadores ainda não compreendiam completamente por que as partículas sofrem alterações em velocidades diferentes no ambiente. Para investigar o comportamento do material, uma equipe da Leibniz University Hannover (Alemanha) e do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf analisou seis fragmentos coletados em dois locais diferentes.
Os pesquisadores utilizaram métodos específicos para separar as partículas do solo ucraniano e fixá-las em eletrodos de tungstênio. Depois, os materiais foram transportados em várias camadas de contenção até Grenoble (França).
No local, os cientistas utilizaram experimentos de difração de raios X na Rossendorf Beamline. A técnica permitiu analisar a estrutura interna dos fragmentos e identificar as diferentes fases de óxidos presentes nas amostras.
Cada partícula foi girada completamente dentro de um feixe de raios X concentrado em apenas 100 micrômetros, aproximadamente a espessura de um fio de cabelo. Ao todo, foram realizadas medições a partir de dois mil ângulos diferentes para registrar as estruturas cristalinas do material.
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