Korium ja radioaktiivisuus Tšernobylin ydinsulatuksen jälkeen

Maailman vaarallisimpia radioaktiivisia jätteitä on todennäköisesti "Elefantin jalka", nimi, joka annetaan kiinteälle virtaukselle ydinsulatuksesta Tšernobylin ydinvoimalaitos 26. huhtikuuta 1986. Onnettomuus tapahtui rutiinitestauksen aikana, kun virtavirta laukaisi hätäkatkaisun, joka ei mennyt suunnitellusti.

Reaktorin ydinlämpötila nousi aiheuttaen vielä suuremman tehon nousun, ja säätösauvat, jotka muuten olisivat voineet hallita reaktion, asetettiin liian myöhään auttamaan. Lämpö ja teho nousi pisteeseen, jossa reaktorin jäähdyttämiseen käytetty vesi höyrystyi, jolloin muodostui paine, joka puhasti reaktorikokoonpanon voimakkaassa räjähdyksessä.

Koska mitään keinoa jäähdyttää reaktiota, lämpötila ei ollut hallinnassa. Toinen räjähdys heitti osan radioaktiivisesta ytimestä ilmaan, suihkuttamalla aluetta säteilyllä ja käynnistämällä tulipaloja. Ydin alkoi sulaa tuottaen kuumaa laavaa muistuttavaa materiaalia - paitsi että se oli myös villisti radioaktiivinen. Kun sulan liete huumaisi jäljellä olevien putkien läpi ja sulaa betonia, se lopulta kovettui massa, joka muistuttaa norsun jalkaa tai joillekin katsojille Meduusta, kreikkalaisesta hirviömäistä Gorgonia mytologia.

Työntekijät löysivät norsun jalan joulukuussa 1986. Se oli sekä fyysisesti kuuma että ydin-kuuma, radioaktiivinen siinä määrin, että lähestyminen siihen yli muutaman sekunnin ajan oli kuolemantuomio. Tutkijat panivat kameran pyörään ja työnsivät sen valokuvaamaan ja tutkimaan massaa. Muutama rohkea sielu meni massaan ottamaan näytteitä analysoitavaksi.

Tutkijat havaitsivat, että Elefantin jalka ei ollut ydinpolttoaineen jäännös, kuten jotkut olivat odottaneet. Sen sijaan se oli massa sulaa betonia, ytimen suojaus ja hiekka, kaikki sekoitettuna yhteen. Aineisto nimettiin verinahan sen reaktorin osan jälkeen, joka sen tuotti.

Elefantin jalka muuttui ajan myötä, tuulennut pölyä, halkeilua ja hajoamista, mutta vaikka se tapahtui, se pysyi liian kuumana ihmisille lähestyäkseen.

Tutkijat analysoivat koriumin koostumusta selvittääkseen, kuinka se muodostui ja mitä todellista vaaraa se edustaa. He oppivat, että materiaali muodostui sarjasta prosesseja, ydinytimen alustavasta sulattamisesta Zircaloyksi (tavaramerkki zirkoniumlejeerinki)) verhous seokseen hiekalla ja betonisilikaateilla lopulliseen laminointiin, kun laava sulasi lattioiden läpi jähmettyen. Korium on olennaisesti heterogeeninen silikaattilasi, joka sisältää sulkeumia:

• uraanioksidit (polttoainepelleteistä)
• uraanioksidit kanssa zirkonium (ytimen sulamisesta päällysteeksi)
• zirkoniumoksidit uraani
• zirkonium-uraanioksidi (Zr-U-O)
• zirkoniumsilikaatti, jossa on jopa 10% uraania [(Zr, U) SiO4, jota kutsutaan kernobyylitiksi]
• kalsiumaluminosilikaatit
• metalli-
• pienemmät määrät natriumoksidia ja magnesiumoksidia

Jos katsot koriaa, näkisit mustan ja ruskean keraamisen, kuonan, hohkakiven ja metallin.

Radioisotooppien luonne on, että ne hajoavat ajan myötä stabiilimmiksi isotoopeiksi. Joidenkin elementtien rappeutumisjärjestelmä voi kuitenkin olla hidas, plus "tytär" tai tuote rappeutuminen voi olla myös radioaktiivista.

Elefantin jalan korium oli huomattavasti matalampi 10 vuotta onnettomuuden jälkeen, mutta silti hulluksi vaarallinen. Kymmenen vuoden pisteessä säteily koriumista laski 1/10: een sen alkuperäisestä arvosta, mutta massa pysyi fyysisesti tarpeeksi kuuma ja säteili riittävästi säteily että 500 sekunnin altistuminen aiheuttaisi säteilytaudin ja noin tunti oli tappava.

Tarkoituksena oli hillitä Elefantin jalka vuoteen 2015 mennessä pyrkien vähentämään sen ympäristöuhkien tasoa.

Tällainen eristäminen ei kuitenkaan tee siitä turvallista. Elefantin jalan korium ei ehkä ole niin aktiivinen kuin se oli, mutta se tuottaa silti lämpöä ja sulaa edelleen Tšernobylin pohjaan. Jos se löytää veden, seurauksena voi olla uusi räjähdys. Vaikka räjähdystä ei tapahtunut, reaktio saastuttaa veden. Elefantin jalka jäähtyy ajan myötä, mutta se pysyy radioaktiivisena ja (jos pystyit koskettamaan sitä) lämmin tulevien vuosisatojen ajan.

Tšernobyli ei ole ainoa ydinonnettomuus, joka tuottaa coriumia. Harmaa korium, jossa on keltaisia ​​laikkuja, muodostui myös osittaisena sulana Yhdysvaltain Three Mile Islandin ydinvoimalaitoksessa maaliskuussa 1979 ja Fukushima Daiichin ydinvoimalassa Japanissa maaliskuussa 2011. Lasit, jotka on valmistettu atomikokeista, kuten trinitite, on samanlainen.