チェルノブイリ原子力発電所の爆発から40年が経った今でも、『ホット粒子』と呼ばれる微小な放射性断片は、除染区域の土壌にまだ残っています。これらの粒子は直径8～50マイクロメートル程度で、事故時に原子炉から吹き出され、依然として高い放射能を保っています。ハノーファー・ライプニッツ大学とドレスデン・ロスドルフのヘルムホルツ・センター（HZDR）の国際チームは、ウクライナの土壌サンプルからこれらの粒子を6つ採取し、各粒子をタングステン電極に取り付け、複数の封じ込め層で隔離して構造分析の準備を行いました。
この画像は、チェルノブイリ除染区域に残留する放射性ホット粒子についての記事の議論に関連しています。
グロノーブルのローゼンドルフビームラインでのシンクロトロンX線回折を使用し、科学者たちは各粒子を約100マイクロメートルに焦点を合わせたビーム内で回転させ、2,000以上の異なる角度からの反射を記録して内部の結晶構造を再構築しました。第一報によると、この手法により個々のチェルノブイリホット粒子についての位相特有の検討が初めて可能になりました。分析の結果、粒子内部のウラン二酸化物燃料コアは、40年にわたる環境曝露にもかかわらずほぼそのままの状態を保っていることがわかりました。これまで予想されていたように様々なウラン酸化物に分解するのではなく、燃料の結晶格子はほとんど歪みを見せず、これにより従来のモデルが予測していたよりも化学的に安定していることが示されました。
その結果、これらの粒子は核分裂生成物をマトリックス内に留め続け、速やかに浸出させるわけではありません。この保持により、放射性核種の地下水や土壌への即時的な移行は抑えられる可能性がありますが、粒子自身は継続的な放射能により依然として危険です。しかし、研究の著者たちは、今回の知見は2か所から採取されたわずか6つの粒子に基づいており、各粒子が独自の内部構造を示していたことを警告しています。このばらつきと限られたサンプルサイズのため、結果を一般化してチェルノブイリホット粒子全体の安定性や、除染区域における人間および生態系への長期的な健康リスクについて断言することはできません。研究者たちは、平均的な崩壊率が一様であっても、長く残存する外れ値の粒子が予測不能なタイミングで放射性核種を放出し続ける可能性があるため、チェルノブイリ除染区域への制限が近いうちに解除される可能性は低いと指摘しています。同じチームによる現在進行中の研究は、残骸の中の超ウラン元素の相に焦点を当て、最も放射性の強い成分の持続性をさらに解明しようとしています。