Chernobyl, quarant’anni dopo i residui nucleari sono ancora intatti

A cura di Roberto Zonca

Pioggia, gelo e decenni trascorsi nel terreno non hanno distrutto alcuni frammenti radioattivi dispersi nel 1986. La scoperta degli scienziati tedeschi riapre la questione della contaminazione a lungo termine

LA NOTIZIA IN BREVE – A quasi quarant’anni dal disastro di Chernobyl, una parte della contaminazione radioattiva conserva caratteristiche che sorprendono gli scienziati. Le analisi condotte dalla Leibniz University Hannover e dall’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf su sei minuscoli frammenti di combustibile nucleare hanno rivelato una resistenza al deterioramento superiore alle aspettative. Le particelle, recuperate a Pripyat e Kopachi, presentano strutture cristalline ancora largamente integre e continuano a essere fortemente radioattive. La scoperta, pubblicata sul Journal of Hazardous Materials, solleva un interrogativo importante per il futuro della zona contaminata: quando e in quali condizioni questi materiali cominceranno a liberare i radionuclidi che trattengono? La loro stabilità può rallentare la dispersione delle sostanze radioattive nel terreno e nelle acque, ma alcuni frammenti potrebbero deteriorarsi soltanto tra molti anni. Gli scienziati temono soprattutto la difficoltà di prevedere il comportamento dei residui più resistenti, destinati potenzialmente a prolungare nel tempo le conseguenze ambientali dell’incidente.

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L’APPROFONDIMENTO – Che il tempo sia relativo è un dato di fatto. Quarant’anni possono sembrare un’eternità nella vita di un essere umano, ma per alcuni materiali lo stesso lasso di tempo ha un peso decisamente inferiore. A Chernobyl, per esempio, il passare dei decenni sembra aver lasciato quasi indifferenti alcuni residui del combustibile nucleare disperso durante il disastro del 1986. La pioggia, il gelo e il lungo contatto con il terreno non sono infatti bastati ad alterarne profondamente la struttura cristallina, mentre quelle minuscole particelle continuano a essere fortemente radioattive. A rivelarlo è uno studio condotto dai ricercatori della Leibniz University Hannover e dell’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, che hanno esaminato con i raggi X sei frammenti recuperati nella zona di esclusione.

I risultati, pubblicati sulle pagine del Journal of Hazardous Materials, documentano una resistenza superiore alle aspettative: alcune strutture del combustibile nucleare hanno conservato gran parte della propria integrità e potrebbero continuare a trattenere sostanze radioattive per periodi ancora difficili da prevedere. Una circostanza che, almeno per determinati materiali, può rallentare la dispersione dei contaminanti nel terreno e nelle acque.

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Frammenti più piccoli di un capello

Il 26 aprile 1986, quando il reattore numero 4 della centrale di Chernobyl esplose, una parte del combustibile nucleare venne scagliata all’esterno insieme ai detriti. Le correnti atmosferiche trasportarono i materiali più leggeri anche a grandi distanze, mentre numerosi frammenti ricaddero nei territori circostanti, mescolandosi alla polvere e al terreno. Tra questi figuravano le cosiddette hot particles, letteralmente «particelle calde», che devono il loro nome all’elevata radioattività e non alla temperatura. Quelle esaminate dai ricercatori misurano tra 8 e 50 micrometri, dimensioni generalmente inferiori allo spessore di un capello umano.

La loro composizione porta ancora i segni di ciò che accadde all’interno del reattore. Durante l’esplosione e l’incendio successivo, una parte del combustibile si fuse con lo zirconio utilizzato per rivestire le barre nucleari, mentre altro materiale reagì con l’ossigeno formando differenti ossidi di uranio. Le temperature estreme e le reazioni chimiche produssero così frammenti con caratteristiche molto diverse, una circostanza che potrebbe spiegare perché alcuni siano sopravvissuti a decenni di esposizione ambientale conservando strutture quasi inalterate, mentre altri abbiano subito trasformazioni più profonde.

Sei particelle e una scoperta inattesa

I ricercatori hanno selezionato sei frammenti provenienti da due località della zona di esclusione: due erano presenti in campioni di asfalto raccolti a Pripyat, la città evacuata dopo il disastro, mentre gli altri quattro provenivano da terreni agricoli di Kopachi, un villaggio situato a pochi chilometri dalla centrale.

Per esaminarli è stato necessario isolare le singole particelle, fissarle su minuscoli supporti di tungsteno e trasferirle in speciali sistemi di contenimento all’European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble, in Francia. Qui Christoph Hennig, cristallografo dell’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, ha utilizzato un fascio di raggi X estremamente intenso per studiarne l’organizzazione interna, raccogliendo misurazioni da circa 2.000 angolazioni differenti per ciascun campione.

La tecnica, nota come diffrazione a raggi X, ha consentito di riconoscere diverse strutture cristalline, tra cui quelle degli ossidi di uranio UO₂, U₃O₈ e U₄O₉, insieme a composti contenenti zirconio. A sorprendere gli studiosi sono state soprattutto le strutture di UO₂ e U₄O₉, risultate ancora largamente integre dopo quasi quarant’anni di esposizione nell’asfalto e nel terreno.

Le analisi hanno evidenziato anche differenze marcate tra particelle recuperate nella stessa località. Alcune presentavano un’ossidazione pronunciata, altre avevano conservato caratteristiche molto simili a quelle del combustibile originario. Secondo gli autori, almeno una parte di queste differenze potrebbe risalire direttamente alle condizioni estreme dell’incidente, anziché derivare esclusivamente dall’azione degli agenti atmosferici.

Chernobyl, la resistenza dei frammenti conta per l’ambiente

La scoperta assume particolare importanza quando si considera ciò che potrebbe accadere ai radionuclidi ancora racchiusi nei frammenti. Finché la struttura cristallina rimane sufficientemente stabile, una parte di queste sostanze può continuare a essere trattenuta nel materiale; il progressivo deterioramento, al contrario, può favorirne il rilascio e il trasporto attraverso l’acqua o altri processi ambientali.

La stabilità dei residui potrebbe quindi limitare la mobilità di determinati contaminanti, ma non interrompe il decadimento radioattivo degli isotopi che contengono. I due fenomeni seguono meccanismi differenti e possono avere tempi molto diversi. Il cesio-137, per esempio, ha un tempo di dimezzamento di circa 30 anni, mentre per il plutonio-239 si superano i 24mila anni. Si tratta di valori che illustrano quanto possa variare la durata della radioattività a seconda dell’isotopo, indipendentemente dalle trasformazioni fisiche e chimiche del materiale in cui si trova.

La ricerca tedesca offre nuove informazioni proprio su quest’ultimo aspetto, anche se non permette di stabilire quanto materiale radioattivo sia già stato liberato dai sei frammenti negli anni trascorsi. Conoscere la struttura attuale di una particella, infatti, aiuta a valutarne la possibile resistenza, ma non consente da solo di ricostruire tutti i cambiamenti avvenuti dal 1986.

A rafforzare l’interesse scientifico per questi materiali è anche un’altra ricerca pubblicata nel marzo 2026 sul Journal of Environmental Radioactivity, dedicata a una particella di combustibile recuperata nel 2021 da un terreno torboso situato a circa 14,5 chilometri dalla centrale. Il frammento, grande appena 20 micrometri, aveva conservato gran parte della propria integrità strutturale e lo stato di ossidazione dell’uranio nonostante 35 anni trascorsi nel suolo.

Lo studio riguardava una sola particella e utilizzava tecniche differenti, ma il risultato aggiunge un elemento al quadro emerso dalle analisi di Grenoble: la conservazione a lungo termine di alcuni residui nucleari è stata osservata anche in campioni raccolti a distanze e in condizioni ambientali diverse. Rimane invece difficile stabilire quanto frequentemente si verifichi questo comportamento nell’intera area contaminata.

Il rischio delle polveri radioattive e ciò che ancora non sappiamo

La resistenza di alcuni frammenti non elimina i pericoli associati ai residui dell’incidente. Tra i composti individuati dai ricercatori compare anche l’U₃O₈, un ossido di uranio che può presentare una notevole fragilità meccanica e favorire, deteriorandosi, la formazione di polveri microscopiche trasportabili dal vento. L’eventuale inalazione di questi materiali rappresenta un rischio sanitario, la cui gravità dipende dalla radioattività delle particelle, dalla quantità incorporata e dal tempo di permanenza nell’organismo.

Il comportamento dei residui resta inoltre difficile da prevedere. Tobias Weissenborn, tra gli autori dello studio, ha sottolineato che le sei particelle analizzate provengono soltanto da due località e che persino l’esame di un numero molto maggiore di campioni potrebbe lasciare fuori quelli più resistenti. Le differenze nella composizione originaria e nelle successive trasformazioni ambientali impediscono infatti di considerare tutti i frammenti come se avessero caratteristiche identiche.

Le nuove indagini si concentreranno sui residui contenenti elementi transuranici, alcuni dei quali presentano tempi di dimezzamento di migliaia di anni. Gli scienziati vogliono individuare le condizioni che ne favoriscono il deterioramento e capire se alcune strutture possano continuare a trattenere radionuclidi per periodi ancora più lunghi.

È proprio qui che emerge una delle implicazioni più delicate della ricerca. Le particelle che oggi conservano meglio la propria integrità potrebbero essere anche quelle destinate a liberare parte del loro contenuto radioattivo più avanti nel tempo, quando altre avranno già subito un deterioramento significativo. Lo scenario è ancora da verificare, ma complica le previsioni sulla contaminazione: anche conoscendo il comportamento medio dei residui nucleari, potrebbero sfuggire proprio i frammenti capaci di resistere più a lungo.

E se quarant’anni non sono bastati a deteriorare profondamente alcune delle particelle esaminate, resta da stabilire quali trasformazioni le attendano nei prossimi decenni e quanti altri residui del disastro presentino la stessa resistenza.

Roberto Zonca

Roberto Zonca è giornalista professionista, attivo nell’informazione digitale dal 2000. Ha lavorato per oltre venticinque anni nella redazione di Tiscali News, testata considerata tra le esperienze storiche del giornalismo online italiano, nata nella stagione pionieristica del web e cresciuta insieme alla trasformazione digitale del Paese. Oggi dirige GiornaleTecnologico.net.