Korium ja radioaktiivsus pärast Tšernobõli tuumavarustust

Kõige ohtlikumad radioaktiivsed jäätmed maailmas on tõenäoliselt "Elevandi jalg", nimi, mis antakse tahkele voolule tuumavarustuse ajal Tšernobõli tuumaelektrijaam 26. aprillil 1986. Õnnetus juhtus rutiinse katse ajal, kui vooluhulk käivitas hädaseiskamise, mis ei läinud plaanipäraselt.

Reaktori sisemistemperatuur tõusis, põhjustades veelgi suurema vooluhulga tõusu, ja juhtvardad, mis muidu võisid reaktsiooni juhtida, pandi abistamiseks liiga hilja. Kuumus ja energia tõusid punktini, kus reaktori jahutamiseks kasutatud vesi aurustus, tekitades rõhu, mis puhus reaktorisõlme tugeva plahvatuse käigus laiali.

Kuna temperatuuril polnud võimalik reaktsiooni jahutada, oli temperatuur kontrolli all. Teine plahvatus heitis osa radioaktiivsest südamikust õhku, duši all seda piirkonda kiirgusega ja algas tulekahju. Tuum hakkas sulama, moodustades kuuma laavat meenutava materjali, välja arvatud see, et see oli ka metsikult radioaktiivne. Kuna sulamuda väljus läbi ülejäänud torude ja sulas betooni, kõvenes see lõpuks a mass, mis sarnaneb elevandi jalaga või mõnele vaatajale Medusaga, kreeka koletisliku Gorgoniga mütoloogia.

Elevandi jala avastasid töötajad 1986. aasta detsembris. See oli nii füüsiliselt kuum kui ka tuumaküteline, radioaktiivne kuni selleni, et sellele lähenemine rohkem kui paar sekundit kujutas endast surmaotsust. Teadlased panid kaamera rattale ja surusid selle massi pildistamiseks ja uurimiseks välja. Paar vaprat hinge läks masu juurde, et võtta analüüsimiseks proove.

Uurijad avastasid, et Elevandi jalg ei olnud tuumakütuse jäänused, nagu mõned eeldasid. Selle asemel oli see sulatatud betooni, südamiku varjestuse ja liiva mass, mis olid kõik omavahel segatud. Materjal sai nime korium pärast seda osa reaktorist, mis selle tekitas.

Elevandi jalg muutus aja jooksul tolmust välja, lõhenes ja lagunes, kuid isegi siis, kui see aset leidis, oli see inimestele liiga kuum, et läheneda.

Teadlased analüüsisid kooriumi koostist, et teha kindlaks, kuidas see moodustus ja milline on selle tegelik oht. Nad said teada, et materjal moodustus protsesside seeriast alates tuumasüdamiku esmasest sulatamisest Zircaloy'ks (kaubamärgiga tsirkooniumsulam)) plaadistamine segule liiva ja betoonisilikaatidega lõplikuks lamineerimiseks, kui laava sulas läbi põrandate tahkudes. Korium on põhiliselt heterogeenne silikaatklaas, mis sisaldab kandjaid:

• uraanoksiidid (kütusegraanulitest)
• uraanoksiidid koos tsirkoonium (alates südamiku sulamisest kattekihiks)
• tsirkooniumoksiidid uraan
• tsirkoonium-uraanioksiid (Zr-U-O)
• tsirkooniumsilikaat kuni 10% uraaniga [(Zr, U) SiO4, mida nimetatakse tšernobüliidiks]
• kaltsiumaluminosilikaadid
• metallist
• väiksemates kogustes naatriumoksiidi ja magneesiumoksiidi

Kui vaataksite kooriumi, näeksite musta ja pruuni keraamikat, räbu, pimss- ja metalli.

Radioisotoopide olemus seisneb selles, et need lagunevad aja jooksul stabiilsemateks isotoopideks. Mõne elemendi lagunemisskeem võib olla aeglane, millele lisandub "tütar" või toode lagunemine võib olla ka radioaktiivne.

Elevandi jala korium oli kümme aastat pärast õnnetust tunduvalt madalam, kuid siiski meeletult ohtlik. 10-aastase perioodi jooksul oli koriumi kiirgus langenud algväärtusest 1/10-ni, kuid mass püsis füüsiliselt piisavalt kuum ja eraldus piisavalt kiirgus et 500 sekundit kokkupuudet põhjustaks kiiritushaigust ja umbes tund oli surmav.

Kavatsus pidi olema Elevandi jalg aastaks 2015 ohjeldatud, et vähendada selle keskkonnaohu taset.

Kuid selline isoleerimine ei muuda seda ohutuks. Elevandi jala korium ei pruugi olla nii aktiivne kui see oli, kuid see tekitab endiselt soojust ja sulab endiselt Tšernobõli baasi. Kui tal õnnestub vett leida, võib see põhjustada uue plahvatuse. Isegi kui plahvatust ei toimunud, saastab reaktsioon vett. Elevandi jalg aja jooksul jahtub, kuid see jääb radioaktiivseks ja (kui teil oleks olnud võimalik seda puudutada) sooja järgmiste sajandite jooksul.

Tšernobõli pole ainus tuumaõnnetus, kus toodetakse koriumi. Hall koloriit koos kollaste laikudega moodustus osalise rikke korral ka USAs asuvas Three Mile Islandi tuumaelektrijaamas 1979. aasta märtsis ja Fukushima Daiichi tuumaelektrijaamas Jaapanis 2011. aasta märtsis. Klaas, mis on toodetud aatomikatsetest, näiteks kolmepoolne, on sarnane.