Quattro decenni di piogge, gelate, terra e asfalto non sono riusciti a disgregare sei piccolissimi frammenti di combustibile nucleare disperduti durante la catastrofe di Chernobyl. Grazie all’analisi con potenti raggi X, un team di scienziati tedeschi ha scoperto che la loro architettura cristallina si è mantenuta in gran parte integra, trattenendo al proprio interno elementi radioattivi che in caso contrario potrebbero diffondersi nell’ambiente circostante.
Il risultato emerge da una ricerca pubblicata sul Journal of Hazardous Materials e presentata anche dalla Leibniz University Hannover, che ha realizzato lo studio in collaborazione con l’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. Si tratta di un dato promettente per capire il comportamento dei residui lasciati dall’incidente nucleare del 1986. Va però precisato un aspetto importante: gli studiosi hanno analizzato solamente sei particelle, un numero troppo esiguo per trarre conclusioni sull’intera area contaminata.
Frammenti minuscoli, radioattivi da quattro decenni
Quando il reattore numero 4 della centrale di Chernobyl saltò in aria, il 26 aprile 1986, nell’ambiente circostante finirono anche innumerevoli residui di combustibile nucleare. Alcuni erano talmente piccoli da venire trasportati assieme alla polvere atmosferica.
Vengono chiamate hot particles, ovvero particelle calde, anche se questa denominazione non si riferisce alla loro temperatura. Si tratta di residui estremamente radioattivi con dimensioni comprese tra 8 e 50 micrometri, dunque solitamente più sottili di un capello umano. E continuano a emettere radiazioni ancora oggi, a quattro decenni dall’incidente.
Non sono neppure tutte identiche tra loro. Alcune mantengono una composizione simile al combustibile originale del reattore, altre si sono amalgamate con lo zirconio che rivestiva le barre di combustibile. Altre ancora portano i segni dell’incendio della grafite, che divampò per dieci giorni dopo l’esplosione, convertendo parte del materiale in diversi composti dell’uranio.
Sono proprio queste disparità a rendere complicato stimare per quanto tempo ancora i frammenti rilasceranno sostanze radioattive.
Ogni particella osservata da duemila prospettive diverse
Per condurre l’indagine, gli scienziati hanno scelto sei residui provenienti da due siti situati all’interno della zona di esclusione: Pripyat, la città svuotata dopo il disastro, e Kopachi, un villaggio a pochi chilometri dall’impianto.
Due particelle derivavano da campioni di asfalto raccolti a Pripyat, mentre le restanti quattro provenivano da terreni agricoli di Kopachi.
I residui sono stati separati e inviati all’European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble, in Francia, dove gli esperti hanno impiegato un acceleratore di particelle in grado di generare raggi X ad altissima intensità.
Ciascun minuscolo frammento è stato fatto ruotare all’interno del fascio di raggi ed esaminato da circa duemila prospettive differenti. Questo metodo ha permesso ai ricercatori di ricostruire la disposizione degli atomi e verificare quali materiali avessero resistito al trascorrere degli anni. L’esito ha sorpreso gli stessi studiosi: alcune strutture di ossido di uranio, tra i principali costituenti del combustibile nucleare, risultavano ancora ampiamente conservate.
Vi era inoltre un ulteriore elemento degno di nota. Due particelle prelevate dal medesimo terreno mostravano condizioni nettamente differenti: una presentava una marcata ossidazione, l’altra era rimasta praticamente immutata. Gli autori ipotizzano che parte di queste diversità possa derivare dalle condizioni estreme vissute durante l’incidente, piuttosto che essere attribuibile unicamente all’esposizione agli agenti atmosferici nei decenni successivi.
In altre parole, alcuni frammenti potrebbero aver mantenuto per quarant’anni caratteristiche formatesi durante l’esplosione e l’incendio del reattore.
Elementi radioattivi ancora imprigionati nei residui
La scoperta riveste particolare interesse per chi studia la contaminazione di suolo e acque. Quando un materiale radioattivo si deteriora, parte delle sostanze contenute può liberarsi e diffondersi nell’ambiente circostante. Se invece la struttura resta stabile, essa può continuare a trattenerle al proprio interno.
È ciò che emerge dalle analisi condotte sui sei frammenti di Chernobyl: alcune configurazioni cristalline sono ancora in grado di trattenere prodotti di fissione e altri elementi radioattivi. Ciò potrebbe tradursi in un rilascio più graduale di determinate sostanze nel terreno e nelle falde acquifere.
Secondo la Leibniz University Hannover, questo risultato si rivela utile per perfezionare le future stime del rischio ambientale e sanitario, anche se gli stessi ricercatori raccomandano cautela. Ogni frammento possiede caratteristiche proprie e uniche. Anche disponendo di un campione molto più ampio e ottenendo valori medi affidabili, resterebbe comunque la possibilità di imbattersi in residui particolarmente resistenti, capaci di liberare radionuclidi con tempistiche molto più lunghe rispetto agli altri. Per comprendere a fondo il comportamento dei residui radioattivi occorrono dunque ulteriori studi, su particelle differenti e provenienti da località multiple.
La zona resta pericolosa, nonostante la stabilità delle particelle
La stabilità chimica rilevata dallo studio non rende i frammenti privi di pericolo. Le particelle continuano a emettere radiazioni e alcune forme di ossido di uranio possono diventare meccanicamente instabili, sgretolandosi in polveri ancora più fini e facilmente sollevabili dal vento. L’inalazione di questi materiali costituisce un rischio sanitario tutt’altro che trascurabile. La zona di esclusione di Chernobyl continua perciò a essere soggetta a limitazioni, e questa scoperta non fornisce alcun motivo per immaginarne una riapertura imminente.
Va inoltre sottolineato che i sei residui esaminati costituiscono solo una frazione minima dei materiali dispersi durante la catastrofe. Le loro condizioni non consentono di quantificare la radioattività complessiva dell’area, né di determinare quanto materiale contaminante abbia già raggiunto il suolo o le acque sotterranee.
Gli studiosi stanno già portando avanti nuovi esperimenti su altri residui radioattivi, in particolare su materiali contenenti elementi transuranici, ossia più pesanti dell’uranio. Dovranno chiarire per quanto tempo queste strutture possano resistere e quali condizioni ne favoriscano il deterioramento. Nel frattempo, a quarant’anni dall’esplosione, alcuni frammenti conservano ancora pressoché intatta la struttura originaria del 1986. E continuano a essere radioattivi.
Fonte: Leibniz University Hannover