Door de analyse van specifieke neerslagdeeltjes in de omgeving, een gezamenlijk Brits-Japans team van wetenschappers heeft nieuwe inzichten ontdekt in de opeenvolging van gebeurtenissen die leidden tot het kernongeval in Fukushima in maart 2011.

Het multi-organisatieonderzoek, geleid door Dr. Peter Martin en Professor Tom Scott van de South West Nuclear Hub van de Universiteit van Bristol in samenwerking met wetenschappers van Diamond Light Source, de nationale synchrotronfaciliteit van het VK, en het Japans Agentschap voor Atoomenergie (JAEA), is vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

Zoals het ongeluk in Tsjernobyl van april 1986, het incident in de Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) is door de International Atomic Energy Agency (IAEA) geclassificeerd op niveau 7 (de meest ernstige) van de International Nuclear Event Scale (INES) als gevolg van de grote hoeveelheid radioactiviteit die vrijkomt in het milieu.

Zelfs nu, acht jaar na het ongeval, aanzienlijke gebieden rond de fabriek blijven geëvacueerd vanwege de hoge niveaus van radioactiviteit die nog steeds bestaan. Er wordt aangenomen dat sommige mensen als gevolg van het ongeval nooit meer naar hun huizen kunnen terugkeren.

Na de isolatie van de sub-mm-deeltjes uit omgevingsmonsters die zijn verkregen op plaatsen dicht bij de FDNPP, het team maakte voor het eerst gebruik van de gecombineerde röntgentomografie en röntgenfluorescentiemapping-mogelijkheden van de Coherence Imaging (I13)-bundellijn bij de Diamond Light Source.

Uit deze resultaten blijkt het was mogelijk om de locatie van de verschillende elementaire bestanddelen te bepalen, verdeeld over het zeer poreuze neerslagdeeltje, inclusief de exacte posities van insluitingen op micronschaal van uranium rond de buitenkant van de deeltjes.

Na het identificeren van deze uraniuminsluitsels, het team analyseerde vervolgens de specifieke fysische en chemische aard van het uranium met behulp van de Microfocus Spectroscopie (I18) bundellijn bij Diamond.

Door de sterk gefocuste röntgenstraal te richten op de interessegebieden in het monster en het specifieke gegenereerde emissiesignaal te analyseren, het was mogelijk om vast te stellen dat het uranium van nucleaire oorsprong was en niet uit het milieu afkomstig was.

De definitieve bevestiging van de FDNPP-oorsprong van het uranium werd uitgevoerd op de deeltjes met behulp van massaspectrometriemethoden aan de Universiteit van Bristol, waarbij de specifieke uraniumsignatuur van de insluitsels overeenkwam met reactoreenheid 1.

Naast het toeschrijven van het materiaal aan een specifieke bron op de FDNPP-site, hebben de resultaten wetenschappers bovendien cruciale informatie verschaft om een ​​mechanisme op te roepen waarmee de gebeurtenissen die plaatsvonden in reactoreenheid 1 kunnen worden verklaard.

Door de toepassing van geavanceerde synchrotronanalysetechnieken, de fysische en chemische toestand van de uraniuminsluitingen toont aan dat, ondanks dat het van reactoroorsprong is, dergelijk materiaal bestaat momenteel in een staat die milieustabiel is - nog versterkt door het silicaatmateriaal dat ze omvat.

Dr. Peter Martin zei:"Ik ben erg blij dat dit onderzoek is erkend in Natuurcommunicatie . Het is een eerbetoon aan de uitstekende samenwerking van onze partners bij JAEA en Diamond Light Source. We hebben van dit ene deeltje een onschatbare hoeveelheid geleerd over de milieueffecten van het ongeval in Fukushima op de lange termijn en we hebben unieke analytische technieken ontwikkeld om verder onderzoek te doen naar de ontmanteling van kerncentrales."