在切尔诺贝利（如今称为切尔诺贝利）核灾难发生四十年后，微观的放射性颗粒仍散布在周围的土壤中。摧毁反应堆的爆炸释放了大量的碎片，留下的污染继续构成严重的健康风险。即使经过40年，直径仅为8到50微米的颗粒仍然高度放射性，进入受影响区域仍需穿戴防护服。科学家们现在对这些微小残余物进行了更仔细的观察，并发现了一个令人惊讶的发现：尽管经历了数十年的环境暴露，一些颗粒保留了其原始内部结构的很大一部分。“这些颗粒分为三类，”莱布尼茨大学汉诺威的物理学家和博士候选人托比亚斯·魏森博恩解释道。“第一类颗粒在化学和物理上仍然与核燃料二氧化铀非常相似。然后，有些颗粒部分或完全被其锆层包裹，或与之完全融合。”第二类颗粒是在反应堆内达到的极端温度下形成的。当核燃料熔化时，它与锆结合，锆是一种用于燃料保护外层的耐高温金属。“第三种颗粒是在石墨调节器着火时产生的，”魏森博恩补充道。在正常操作条件下，石墨调节器减缓快速中子，帮助维持核链反应。然而，在灾难期间，石墨点燃并持续燃烧了十天。“在这一过程中，燃料氧化成各种铀氧化物” - 例如U3O8。与更稳定的材料不同，这种铀氧化物在机械上很脆弱，容易化为微小的碎片。风可以将这些放射性颗粒带入环境中，吸入后会造成严重的健康危害。科学家们以空前的细节研究切尔诺贝利的放射性灰尘。尽管经过数十年的研究，科学家们仍然没有完全理解切尔诺贝利的放射性颗粒以不同速度降解的原因。随着这些材料的风化，它们可能产生几种不同形式的铀氧化物，使其长期行为难以预测。研究这些变化需要极其精确的设备，包括同步加速器X射线衍射，这是一种揭示晶体材料内部原子排列的技术。德累斯顿-罗斯托夫赫尔莫兹中心（HZDR）的晶体学家克里斯托夫·亨尼希现在已经在格勒诺布尔的罗斯托夫光束线成功完成了对这种放射性碎片的首次结构分析。亨尼希与魏森博恩合作，分析了从切尔诺贝利地区回收的六个颗粒。通过识别其中不同的晶体相，研究人员获得了信息，这可能有助于确定放射性物质向周围环境逃逸的速度。“汉诺威的同事和我使用各种方法从乌克兰土壤样本中分离颗粒，并将其附加到钨电极上，”魏森博恩解释道。由于样本高度放射性，必须在运输到格勒诺布尔之前被封闭在几层保护材料内。在那里，亨尼希的研究团队利用X射线衍射来检查其内部结构，通过测量X射线在经过材料时的散射情况。“首先，我们必须弄清楚如何检查颗粒结构，”克里斯托夫·亨尼希解释道。“最终，我们将颗粒在聚焦到100微米的X射线束中完全旋转——大约是人类头发的厚度。我们从2000个不同的角度测量每个颗粒，以无缝捕捉所有反射。”这些测量使科学家能够区分放射性碎片中不同的铀氧化物相，揭示了先前无法获得的细节。有关40年核辐射的意外发现。结果显示出一些意想不到的情况。尽管在环境中度过了四十年，但六个被检验颗粒内的核燃料仍然保留了其原始晶体结构的很大一部分。这表明，切尔诺贝利灾难产生的至少部分放射性碎片比研究人员之前相信的更化学稳定。这种稳定性可能对环境具有重要的影响。颗粒似乎能够在其结构内保留裂变产物，而不是迅速释放放射性物质。如果这种行为更广泛地发生，可能有助于限制放射性污染物进入附近的土壤和水。然而，研究人员强调，他们的发现不应被解释为切尔诺贝利的放射性污染正在变得无害的证据。