Qué hallaron en seis partículas de Chernóbil que conservaron su estructura cristalina casi 40 años después del accidente

A casi 40 años del accidente de Chernóbil, seis partículas minúsculas halladas cerca de la central revelaron que una parte del combustible nuclear expulsado en 1986 resistió el paso del tiempo mejor de lo que se creía. En su interior aún permanecen atrapados materiales radiactivos que podrían liberarse de forma más lenta al suelo y al agua.

El estudio, publicado en Journal of Hazardous Materials, fue realizado por investigadores de la Universidad Leibniz de Hannover y el Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf. El equipo examinó seis fragmentos de entre 10 y 50 micrómetros, un tamaño menor que el diámetro de un cabello humano, dispersos en el entorno tras la explosión del reactor 4.

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Los resultados no indican que la zona haya dejado de ser peligrosa ni permiten prever el levantamiento de las restricciones vigentes. Aportan, en cambio, datos para calcular cómo podrían comportarse esos residuos radiactivos en los suelos y las aguas cercanas durante las próximas décadas.

Dos de las partículas fueron recuperadas de una muestra de asfalto tomada en Prípiat, a unos 3 kilómetros de la central. Las otras cuatro provenían de suelo agrícola en las cercanías de Kopachi, a unos 5 kilómetros al sur del reactor.

Los científicos identificaron varias formas cristalinas de óxidos de uranio. Entre ellas estaban el dióxido de uranio (UO₂), componente principal del combustible nuclear; el U₃O₈ y el U₄O₉. También encontraron compuestos formados por uranio y circonio, un metal utilizado en el recubrimiento de las barras de combustible.

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Dos de los seis fragmentos estaban compuestos sobre todo por dióxido de uranio y conservaron una disposición cristalina ordenada, pese a su exposición al ambiente durante casi cuatro décadas. Esa estructura puede actuar como una matriz que retiene productos de fisión y otros elementos generados dentro del reactor.

La explosión y el incendio posterior liberaron polvo y pequeños restos de combustible nuclear irradiado. Estas partículas, conocidas como “partículas calientes”, contienen uranio y pueden incluir productos de fisión, además de elementos transuránicos como plutonio y americio.

El riesgo ambiental depende de su degradación. Cuando estos restos se disuelven o se alteran, los radionúclidos que contienen pueden desplazarse por el suelo, alcanzar las aguas subterráneas o volver a la atmósfera en forma de polvo que podría ser inhalado.

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El análisis indicó que la presencia de UO₂ y U₄O₉ relativamente intactos podría retrasar la liberación de radionúclidos en el futuro cercano. Los autores aclararon que ese comportamiento no se repite en todos los materiales expulsados durante el accidente de 1986.

Algunas muestras mostraron una oxidación más avanzada. Las partículas que contienen U₃O₈, por ejemplo, tienden a ser menos resistentes y pueden romperse con mayor facilidad. Esa variedad se vincula con las condiciones extremas que hubo dentro del reactor, donde el combustible, el circonio de las barras y el grafito del moderador estuvieron expuestos a altas temperaturas y al incendio.

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Para conocer la composición de los fragmentos, el equipo utilizó difracción de rayos X de sincrotrón en la línea Rossendorf, ubicada en Grenoble, Francia. La técnica permite determinar qué sustancias forman un material a partir del patrón que dejan los rayos X al atravesarlo.

Cada una de las seis partículas fue colocada dentro de un haz de 100 micrómetros y rotada en distintas posiciones. Los investigadores obtuvieron cerca de 2.000 mediciones angulares por muestra, un procedimiento que permitió evitar que la orientación de los pequeños cristales ocultara parte de la información.

El método ofreció una identificación más amplia de las fases químicas presentes en los fragmentos. Algunas partículas conservaron características similares a las de un cristal único, mientras que otras mostraron daños internos y una estructura menos uniforme.

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La investigación se basó en una muestra pequeña, limitada a seis partículas de dos lugares próximos a la central. Por esa razón, los autores señalaron que no es posible trasladar los resultados a todos los materiales liberados por el reactor ni utilizarlos como una evaluación definitiva del riesgo sanitario en la región.

Los restos radiactivos de Chernóbil tienen composiciones diferentes, incluso entre muestras recogidas en un mismo sitio. Algunos podrían mantenerse estables durante más tiempo, mientras que otros ya habrían liberado una parte de los elementos que contenían.

El grupo prevé analizar partículas con elementos transuránicos y ampliar el número de muestras. Esos datos podrían contribuir a mejorar los modelos sobre la contaminación ambiental y las estrategias de gestión de residuos en áreas afectadas por accidentes nucleares.