أربعون عامًا على كارثة تشيرنوبيل: اكتشافات جديدة في جسيمات الغبار المشع
بعد مرور أربعين عامًا على واحدة من أخطر الكوارث النووية في التاريخ، لا تزال جسيمات الغبار الإشعاعي من كارثة تشيرنوبيل منتشرة في التربة المحيطة بالمفاعل. هذه الجسيمات، التي يبلغ حجمها بين 8 إلى 50 ميكرومتر، لا تزال تحمل مستويات عالية من النشاط الإشعاعي، مما يستوجب اتخاذ إجراءات الحماية عند دخول المناطق المتضررة.
وفي دراسة حديثة، كشف العلماء عن جانب مفاجئ من هذه الجسيمات: بالرغم من تعرّضها لعوامل بيئية على مدى عقود، إلا أن بعضها احتفظ بهيكلته الداخلية الأصلية بدرجة كبيرة، مما يعيد النظر في فهمنا لتصرفات الملوثات النووية وكيفية تأثيرها على البيئة المستقبلية.
تصنيف جسيمات الغبار الإشعاعي وتكوينها
وفقًا لتوبياس فايسنبورن، الفيزيائي والباحث في جامعة لايبنيز هانوفر، تنقسم هذه الجسيمات إلى ثلاث فئات رئيسية، تختلف في تركيبتها الكيميائية والفيزيائية:
- الجسيمات التي تشبه في تركيبها وقيمتها الكيميائية الوقود النووي الأصلي، وهو أكسيد اليورانيوم (Uranium Dioxide).
- الجسيمات التي تكونت نتيجة ارتفاع درجات الحرارة داخل المفاعل، حيث اختلط الوقود النووي المذاب مع طبقة الزركونيوم (Zirconium) المعدنية المقاومة، مكونة جزيئات مدمجة أو ملتحمة بالزركونيوم.
- الجسيمات الناتجة عن حريق الموديريتور المصنوع من الجرافيت (Graphite)، حيث اشتعل هذا المكون الأساسي في التفاعل النووي واستمر في الحرق لمدة عشرة أيام، مما أدى إلى أكسدة الوقود وتحويله إلى أنواع أخرى من أكاسيد اليورانيوم مثل U3O8.
النوع الأخير يتميز بكونه هشاً ميكانيكياً، ما يجعله قابلًا للتحطم إلى جسيمات دقيقة يمكن حملها بواسطة الرياح، مما يرفع من خطر استنشاق هذه المواد الإشعاعية الضارة على صحة الإنسان.
استخدام أجهزة متقدمة في دراسة جسيمات تشيرنوبيل
على الرغم من الدراسات المكثفة خلال العقود الماضية، إلا أن فهم سلوك وتحلل الجسيمات الإشعاعية في البيئة ما زال معقدًا، نظرًا لتنوع أنواع أكاسيد اليورانيوم التي تكوّنت تبعًا لتغيرات الظروف البيئية.
من هنا، استخدم العلماء تقنيات متقدمة مثل تشتت أشعة إكس السنكروترونية (synchrotron X-ray diffraction)، وهي تقنية تسمح بتحليل ترتيب الذرات داخل المواد البلورية بدقة عالية جدًا.
الدكتور كريستوف هينيغ، عالم البلورات في مركز هيلم هولتز الدراسدن روسندورف (HZDR)، تعاون مع فايسنبورن لتحليل ستة جسيمات تم جمعها من المناطق المصابة في أوكرانيا. وعبر قياس انعكاسات أشعة إكس من زوايا متعددة (حوالي 2000 زاوية لكل جسيم)، تمكن فريق البحث من تصور الهيكل البلوري الداخلي بدقة لم تعرف من قبل.
اكتشافات غير متوقعة وتأثيراتها البيئية
أظهرت النتائج أن بعض الجسيمات الإشعاعية لم تفقد الكثير من هيكلها البلوري الأصلي رغم مرور أربعين عامًا على تعرضها لعوامل التعرية الطبيعية. هذا يؤكد أن بعض مخلفات الوقود النووي أكثر استقرارًا من المتوقع على المستوى الكيميائي.
وهذا الاستقرار يمكن أن يكون له تَبِعات بيئية هامة، حيث تشير إلى إمكانية احتجاز هذه الجسيمات لبعض المنتجات الناتجة عن الانشطار النووي ضمن بنية الجسيمات نفسها، مما قد يُبطئ من انتشار المواد المشعة إلى التربة والمياه المجاورة.
على الرغم من هذا الاستقرار الجزئي، يحذر الباحثون من عدم تعميم هذه النتائج، خصوصًا وأن العينة المدروسة كانت محدودة في العدد (ست جسيمات فقط) ومن مكانين مختلفين، ولا يمكن اعتبارها ممثلة لكل الجسيمات المنتشرة في منطقة الحجز النووي.
تحديات استمرار الخطورة
يُشير فايسنبورن إلى أن اختلاف تركيب وترتيب الجسيمات يجعل من الصعب التنبؤ بعمرها الافتراضي في البيئة أو توقيت إطلاقها للمواد المشعة، كما أن وجود جسيمات متبقية أكثر مقاومة قد يستمر في إنتاج تلوث إشعاعي لسنوات طويلة قادمة.
وبالتالي، فإن المناطق المحيطة بمفاعل تشيرنوبيل تحتاج لاستمرار إجراءات الحماية والتقييد، إذ لا تزال بعض الجسيمات تشكل تهديدًا بيئيًا وصحيًا.
مستقبل البحث في مراقبة ملوثات تشيرنوبيل
بحسب التوجهات الحالية، يواصل الباحثون عمليات دراستهم الموسّعة للجسيمات الإشعاعية، بما في ذلك تلك التي تحتوي على عناصر عابرة للحديد (transuranic phases)، وهي مواد فائقة النشاط الإشعاعي ومتواجدة في المخلفات المتبقية.
تلك الأبحاث قد تقدم فهمًا أكثر دقة عن كيفية تطور المواد النووية المشعة مع مرور الزمن، ومدة استمرار تأثيراتها على البيئة وصحة الإنسان.
هذه الاكتشافات العلمية تلقي الضوء على تعقيدات التلوث النووي طويل الأمد، وتبرز أهمية استخدام طرق تحليلية متقدمة لفهم التفاعلات بين الجسيمات المشعة والبيئة المحيطة.
كما تعكس النتائج الحاجة إلى استمرارية الحذر وعدم التسرع في رفع القيود عن المناطق الملوثة، حفاظًا على السلامة البيئية والصحية للأجيال القادمة.
المصدر: موقع Science Daily
📚 مقالات ذات صلة
اكتشاف المزيد من Mohdbali
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
