Ekologové a chemici již dříve uváděli, že stopy plutonia jsou obsaženy v materiálech, které se po havárii dostaly do atmosféry, půdy a mořské vody, ale jejich fyzikální, chemická a izotopová forma zůstala neznámá.

Výsledky nové studie provedené vědci z Japonska, Finska, Francie, Švýcarska, Velké Británie a USA ukázaly, že nanovelikostní inkluze oxidů plutonia jsou obsaženy v mikročásticích bohatých na cesium (CsMP).

Jaderné palivo hořící uvnitř reaktoru interaguje s konstrukčním betonem reaktoru. Při havárii se materiál rozpadl na mikroskopické radioaktivní částice, které vítr rozfoukal po celém Japonsku.

Výzkumy ukázaly, že CsMP jsou velmi radioaktivní a skládají se hlavně z křemičitého sklobetonu a radioaktivního cesia, těkavého štěpného produktu vytvořeného v reaktorech během spalování paliva.

Autoři studovali chemické složení mikročástic pomocí kombinace vyspělých analytických metod - synchrotronové verze mikro-rentgenové analýzy, sekundární iontové hmotnostní spektrometrie a transmisní elektronové mikroskopie s vysokým rozlišením.

Vědci zpočátku objevili droboučké inkluze oxidu uraničitého - uraninitu - s průměrem menším než deset nanometrů uvnitř CsMP. To napovídalo o možné přítomnosti jaderného paliva uvnitř částic. Podrobná analýza ukázala, že oxidy plutonia jsou spojeny právě s těmito inkluzemi a izotopové složení uranu a plutonia odpovídá jadernému palivu.

„Výsledky přesvědčivě ukazují, že nanovelikostní heterogenita, která je typická pro normální jaderné palivo, je stále ještě přítomna ve zbytcích paliva, které zůstávají uvnitř poškozených reaktorů na místě,“ uvádí tisková zpráva Helsinské univerzity slova vedoucího výzkumu, doktora Satoshiho Utsunomiyy z Kjúšúské univerzity v Japonsku. „Toto je důležitá informace, protože hovoří o stupni roztavení stavby. Pochopení tohoto je nezbytné pro možné vyřazení poškozených reaktorů z provozu a pro dlouhodobé nakládání s jejich odpady.“

„Teď je jasné, že mikročástice bohaté na cesium jsou důležitým faktorem radioaktivní kontaminace při jaderných haváriích,“ řekl další autor, profesor Gareth Law z Helsinské univerzity.

Autoři uvádějí, že budou pokračovat ve zkoumání mikročástic CsMP, aby lépe porozuměli jejich dlouhodobému chování a vlivu na životní prostředí.

„Od jaderné katastrofy ve Fukušimě uplynulo téměř deset let, ale studie o dopadu nehody na životní prostředí ještě zdaleka nejsou kompletní,“ pokračuje Utsunomiya. „Bylo zapotřebí velmi dlouhé doby ke zkoumání tvrdých částic plutonia. Je to velký vědecký úspěch díky mezinárodní spolupráci.“

Nyní jsou si vědci naprosto jistí, že radioaktivní inkluze jaderného paliva jsou stále obsaženy ve stěnách odstavených jaderných reaktorů a během jejich vyřazování z provozu jsou nutná zvláštní bezpečnostní opatření.