Mapas de gradiente de color de LFCM marrón derivados del análisis μ-XRF y μ-XRD. Mostrando (a) la relación μ-XRF U / U + Zr normalizada, donde un valor de 1 es igual a UO2 y 0 corresponde a regiones donde no se observó U-Lα; (b) la fracción U en c- (U1 − xZrx) O2 estimada por el desplazamiento de pico normalizado del pico cúbico (111) en los patrones μ-XRD adquiridos para cada píxel, donde un valor de 1 indica que no hay desplazamiento de esta reflexión; (c) el ancho completo a la mitad del máximo (FWHM) de la reflexión (111) en los patrones μ-XRD adquiridos para cada píxel, donde un valor de 0.02 indica un pico con 0.02 ° (2θ) de ancho; y (d) la distribución de fase de las regiones donde (U, Zr) Hay fases de O2.
En el 35 aniversario de uno de los peores desastres nucleares del mundo, Se ha publicado una nueva investigación que podría ayudar a contener y limpiar los materiales radiactivos más peligrosos que aún permanecen en el sitio de Chernobyl.
El estudio, dirigido por la Dra. Claire Corkhill del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Sheffield, ha empleado un nuevo enfoque de uso de rayos X ultrabrillantes para comprender mejor los desechos peligrosos que se han dejado en el interior del reactor nuclear.
La técnica proporciona una prueba de concepto por primera vez de que el uso de rayos X ultrabrillantes puede proporcionar información química rica sobre algunos de los materiales más peligrosos que quedan en Chernobyl y proporcionar una forma segura de analizarlos.
El uso de rayos X ultrabrillantes también ha permitido al equipo desentrañar de manera forense cómo el combustible nuclear en el sitio se transformó en una sustancia similar a la lava inmediatamente después del desastre. que se ha solidificado en grandes masas y está obstaculizando los esfuerzos de desmantelamiento.
Los materiales más peligrosos que quedan dentro de Chernobyl son tan peligrosos que solo se ha analizado un número muy limitado de muestras. Esto significa que hasta ahora los científicos no han podido obtener una visión profunda de sus propiedades y esto está obstaculizando los esfuerzos para contener o eliminar de manera segura los materiales de la zona de desastre.
Los investigadores estudiaron material simulante de Chernobyl, creado utilizando instalaciones de última generación en Sheffield diseñadas para apoyar el desmantelamiento y la eliminación nuclear, con dos de los microscopios más brillantes del mundo, llamados sincrotrones de rayos X, en Suiza y EE. UU. pudieron medir muestras muy pequeñas de su material e identificar características que contenían uranio que eran una vigésima parte del tamaño de un cabello humano.
Al construir imágenes químicas en 2D de estas características del uranio, el equipo pudo reconstruir la cronología de los eventos que ocurrieron en los momentos inmediatamente posteriores al accidente, durante la formación del combustible nuclear fundido.
Probar la técnica en el material simulante de Chernobyl ha proporcionado una prueba de concepto de que el método podría usarse para analizar de forma segura muestras reales de Chernobyl como nunca antes.
Dra. Claire Corkhill, Becario de investigación de carrera temprana de EPSRC y lector en la Universidad de Sheffield, dijo:"Como un análisis forense de la escena de un crimen, El análisis químico realizado en nuestros materiales simulantes nos permitió reconstruir los últimos momentos del combustible nuclear de Chernobyl mientras se derretía junto con otros componentes en el reactor para formar una lava volcánica. Nuestros análisis son consistentes con los datos limitados disponibles en muestras reales, lo cual es extremadamente emocionante ".
El nivel de detalle obtenido con estos materiales y técnicas abre un mundo de posibilidades para desarrollar una comprensión más profunda de estos materiales que antes no había sido posible debido a sus altos niveles de radiactividad. Esta es una necesidad para desarrollar tecnologías de limpieza para las operaciones de desmantelamiento en curso en Chernobyl.
El Dr. Corkhill agregó:"Comprender la formación y el posterior comportamiento químico de estos materiales dentro del reactor durante los últimos 35 años es clave para lograr una comprensión completa de los combustibles nucleares en escenarios de accidentes. Nuestro estudio muestra que esta información se puede obtener utilizando muestras, que allana el camino para el análisis de combustibles de fusión nuclear reales de Chernobyl y Fukushima. El uso de muestras tan pequeñas reducirá drásticamente el peligro asociado con su análisis y abre posibilidades extremadamente interesantes para respaldar la operación de limpieza ".
