Uma imagem 3-D que permitiu aos pesquisadores descobrir a distribuição dos elementos dentro da amostra. Crédito:University of Bristol / Diamond Light Source
Por meio da análise de partículas radioativas específicas no ambiente, uma equipe conjunta de cientistas do Reino Unido e do Japão descobriu novos insights sobre a sequência de eventos que levaram ao acidente nuclear de Fukushima em março de 2011.
A pesquisa multi-organizacional, liderado pelo Dr. Peter Martin e Professor Tom Scott do Centro Nuclear Sudoeste da Universidade de Bristol em colaboração com cientistas da Diamond Light Source, a instalação de síncrotron nacional do Reino Unido, e a Agência de Energia Atômica do Japão (JAEA), foi publicado hoje na revista Nature Communications .
Como o acidente de Chernobyl em abril de 1986, o incidente na Usina Nuclear de Fukushima Daiichi (FDNPP) foi classificado pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) no Nível 7 (o mais grave) da Escala Internacional de Eventos Nucleares (INES) como consequência da grande quantidade de radioatividade liberada no meio ambiente.
Mesmo agora, oito anos após o acidente, áreas significativas ao redor da planta permanecem evacuadas devido aos altos níveis de radioatividade que ainda existem. Acredita-se que algumas pessoas podem nunca mais conseguir voltar para suas casas em decorrência do acidente.
Após o isolamento do particulado sub-mm de amostras ambientais obtidas em localidades próximas ao FDNPP, a equipe utilizou primeiro a tomografia de raios-X combinada de alta resolução e os recursos de mapeamento de fluorescência de raios-X da linha de luz Coherence Imaging (I13) na fonte de luz Diamond.
Uma tomografia de raios-X mostrando a estrutura interna da partícula. Crédito:University of Bristol / Diamond Light Source
A partir desses resultados, foi possível determinar a localização dos vários constituintes elementares distribuídos ao longo da partícula de precipitação altamente porosa, incluindo as posições exatas das inclusões de urânio em escala mícron ao redor do exterior das partículas.
Tendo identificado essas inclusões de urânio, a equipe então analisou a natureza física e química específica do urânio usando a linha de luz Microfocus Spectroscopy (I18) em Diamond.
Ao direcionar o feixe de raios-X altamente focado para as regiões de interesse dentro da amostra e analisar o sinal de emissão específico gerado, foi possível determinar que o urânio era de origem nuclear e não proveniente do meio ambiente.
A confirmação final da origem FDNPP do urânio foi realizada no particulado usando métodos de espectrometria de massa na Universidade de Bristol, onde a assinatura específica de urânio das inclusões foi combinada com a Unidade 1 do reator.
Dr. Peter Martin (Universidade de Bristol) e Dr. Yukihiko Satou (Agência de Energia Atômica do Japão) nas instalações da Diamond Light Source. Crédito:University of Bristol / Diamond Light Source
Além de atribuir o material a uma fonte específica no site do FDNPP, os resultados também forneceram aos cientistas informações cruciais para invocar um mecanismo por meio do qual explicar os eventos que ocorreram na Unidade 1 do reator.
Por meio da aplicação de técnicas avançadas de análise síncrotron, o estado físico e químico das inclusões de urânio mostra que, apesar de ser de origem de reator, tal material existe atualmente em um estado que é ambientalmente estável - aprimorado ainda mais pelo material de silicato que os envolve.
Dr. Peter Martin disse:"Estou muito satisfeito que esta pesquisa tenha sido reconhecida em Nature Communications . É uma homenagem à excelente colaboração dos nossos parceiros JAEA e Diamond Light Source. Aprendemos muito sobre os efeitos ambientais de longo prazo do acidente de Fukushima com essa única partícula, bem como desenvolvemos técnicas analíticas exclusivas para pesquisas adicionais sobre o descomissionamento nuclear. "
