Vier Jahrzehnte nach der Katastrophe im Block 4 des Tschernobyl-Kernkraftwerks vom 26. April 1986 decken Wissenschaftler weiterhin neue Details über das Verhalten radioaktiver Materialien auf. Ein internationales Forschungsteam aus Experten der Leibniz Universität Hannover und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) hat eine detaillierte Analyse von Mikropartikeln aus ukrainischen Böden durchgeführt. Die Ergebnisse beleuchten die chemische Zusammensetzung und Struktur gefährlicher Fragmente, die nach wie vor im Fokus intensiver wissenschaftlicher Untersuchungen stehen.

Klassifizierung und Ursprung der radioaktiven Fragmente

Im Zentrum der Untersuchung standen sechs sogenannte "heisse Partikel" mit einer Grösse zwischen 8 und 50 Mikrometern. Wie Tobias Weissenborn, Physiker und Doktorand an der Leibniz Universität Hannover, erklärte, lassen sich diese Mikroobjekte in drei klare Klassen unterteilen. Die erste Klasse ähnelt in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften nach wie vor dem primären Kernbrennstoff des Reaktors in Form von Urandioxid. Die zweite Klasse entstand wahrscheinlich infolge eines extremen Temperaturanstiegs, bei dem geschmolzener Brennstoff eine feste Verbindung mit der Zirkonium-Schutzschicht einging.

Brandgefahren und strukturelle Besonderheiten

Besondere Sorge bereitet den Experten die dritte Klasse von Partikeln, die sich während der zehntägigen Brände des Graphitmoderators im Reaktor bildete. Unter intensiven Brandbedingungen oxidierte der Brennstoff und bildete instabile Verbindungen wie Triuranoktoxid. Solche mechanisch instabilen Verbindungen zerfallen leicht in mikroskopische Fragmente, die vom Wind über grosse Entfernungen getragen werden und beim Einatmen ein ernstes Gesundheitsrisiko darstellen. Um die innere Struktur solch kleiner Objekte zu untersuchen, mussten die Forscher eine komplexe Röntgentechnik an einer Forschungsstation im französischen Grenoble anwenden und die Proben im Röntgenstrahl rotieren lassen.

Die Ergebnisse der Phasenanalyse überraschten das Forschungsteam: Die Kristallstruktur des Kernbrennstoffs in den untersuchten Partikeln bleibt weitgehend unverändert. Dies deutet darauf hin, dass die Unfallfolgen chemisch stabiler sind als bisher angenommen und Spaltprodukte in den Matrizen eingeschlossen bleiben. Dennoch mahnen die Wissenschaftler zur Vorsicht. Da jedes Partikel einzigartig ist und stets widerstandsfähigere Anomalien existieren, die Radionuklide später freisetzen, sind universelle Aussagen über die gesundheitlichen Risiken in der Region zum jetzigen Zeitpunkt nicht möglich.