Partículas de Chernóbil sorprenden: el combustible nuclear se mantiene estable 40 años después

Las partículas microscópicas de combustible nuclear, expulsadas durante el accidente de la central nuclear de Chernóbil en 1986, se conservan mucho mejor de lo que esperaban los científicos. Casi 40 años después, la estructura cristalina del uranio en muchas partes de las muestras analizadas apenas ha cambiado, por lo que las partículas todavía retienen en su interior parte de los productos de fisión radiactivos.

Los científicos estudiaron seis partículas calientes de tamaño entre 8 y 50 micrómetros, encontradas en dos puntos de la zona de exclusión. A pesar de su tamaño minúsculo, los fragmentos siguen siendo muy radiactivos. Análisis mostró que algunas formas de óxido de uranio pueden conservar su estructura interna durante décadas en el suelo y en otras condiciones naturales.

Durante el accidente, el combustible salió del reactor destruido en distintos estados. Parte de las partículas mantuvo una composición cercana al dióxido de uranio UO₂. Con un aumento brusco de la temperatura, otros fragmentos se fundieron junto con la vaina de circonio de las barras de combustible. La combustión del grafito provocó una oxidación adicional del combustible y la aparición de compuestos como U₃O₈, que se degradan más fácilmente en polvo fino.

Para averiguar qué quedó dentro de las partículas cuatro décadas después, los investigadores dirigieron sobre las muestras un potente haz de rayos X. Las fuentes de radiación de sincrotrón permiten estudiar la estructura cristalina de la materia a escala muy pequeña. Cada partícula se hizo girar por completo en un haz de unos 100 micrómetros de grosor y se realizaron mediciones desde aproximadamente 2000 direcciones.

En el interior de las muestras se encontraron varias formas de óxido de uranio, incluyendo UO₂, U₃O₈ y U₄O₉, así como compuestos con circonio. Especialmente bien conservadas estaban las estructuras de UO₂ y U₄O₉. Los científicos suponen que su red cristalina continúa reteniendo los productos de fisión y los elementos radiactivos pesados, impidiendo que pasen rápidamente al suelo y al agua.

La presencia de estas partículas tiene también un aspecto negativo. La partícula resistente sigue siendo una fuente de radiactividad y puede persistir en el medio ambiente durante décadas. Si su envoltura empieza a degradarse más tarde, los radionúclidos acumulados en su interior podrían liberarse muchos años después del accidente.

Seis muestras no son suficientes para extrapolar el resultado a toda la zona de exclusión de Chernóbil. Las partículas se formaron a diferentes temperaturas y en condiciones químicas diversas, por lo que su composición y velocidad de degradación varían notablemente. Entre los miles de fragmentos pueden encontrarse tanto partículas que se degradan rápidamente como otras especialmente resistentes.

Los datos obtenidos ayudarán a calcular con mayor precisión cómo cambia la contaminación radiactiva décadas después de un accidente nuclear. Los investigadores continúan ahora estudiando los componentes más radiactivos de las partículas para entender durante cuánto tiempo los fragmentos de combustible pueden retener sustancias peligrosas en su interior.