Изображения на атоми на радиоактивен цезий, регистрирани за първи път в проби от околната среда на Фукушима

Тринайсет години след ядрената катастрофа в японската АЕЦ „Фукушима“ учените за първи път получиха преки изображения на атоми на радиоактивен цезий в проби от околната среда, вероятно от един или повече реактори на електроцентралата „Фукушима Даичи“. Резултатът е постигнат чрез анализ на радиоактивните материали, наречени поллуцити (pollucites), които се образуват в повредените реактори. Откритията предоставят ценни данни, които ще помогнат за решаването на проблеми, свързани с управлението на ядрените отпадъци.

През март 2011 г. ядрената катастрофа в АЕЦ „Фукушима-1“ беше причинена от цунами, предизвикано от земетресение с магнитуд 9,1. Огромната 15-метрова вълна се разби директно в централата, като извади от строя системите за охлаждане на реакторите, аварийните електрозахранвания и басейните за съхранение на радиоактивно гориво. Тези неизправности доведоха до разтопяване на активната зона на трите реактора и до прегряване на басейна за обеззаразяване на четвъртия реактор.

Аварията замърси обширна територия от над един милион квадратни километра. Тя е част от морската зона в съседство с централата до центъра на Токио.

След аварията бяха предприети многобройни операции по обеззаразяване. Въпреки намаляването на радиологичните дози в повечето от замърсените райони остават опасенията относно устойчивостта и съдържанието на радиоактивен цезий (Cs) в околната среда. Понастоящем този елемент преобладава в замърсените зони поради своя период на полуразпад от 30,1 години.

За да се оптимизира контролът върху радиоактивния Cs, изследванията са насочени към разбиране на свойствата на остатъците от гориво (смес от разтопено ядрено гориво и структурни материали), открити в повредените реактори. Големи количества радиоактивен Cs се натрупват под формата на частици. Наричани богати на Cs микрочастици (CsMP), те са със стъкловиден състав и са слабо разтворими. Те се образуват на дъното на реакторите при взаимодействието на разтопеното гориво с бетона.

След като се образуват, CsMP излизат от реакторите в околната среда. Поради това те трябва да бъдат внимателно извлечени и изхвърлени. Физикохимичните свойства на тези частици обаче остават неясни, което възпрепятства усилията за тяхното извличане.

В рамките на новото си проучване, публикувано наскоро в Journal of Hazardous Materials, международният изследователски екип значително е разширил познанията ни за CsMPs, като за първи път е визуализирал съдържащите се в тях радиоактивни Cs атоми.

„Ние с увереност демонстрираме нова поява на Cs, свързана с материалите, изхвърлени от реакторите на Фукушима“, обяснява в съобщение за пресата съавторът на изследването Гарет Лоу от Университета в Хелзинки, Финландия.

обяснява в съобщение за пресата съавторът на изследването Гарет Лоу от Университета в Хелзинки, Финландия

Въпреки че Cs покрива тези частици в относително високи концентрации, те остават твърде ниски за получаване на изображения в атомарен мащаб на базата на електронна микроскопия. От друга страна, когато Cs се намира в достатъчно високи концентрации, електронните лъчи, използвани за визуализирането, увреждат пробите.