Ráno 26. dubna 1986 došlo v jaderné elektrárně v Černobylu na území dnešní Ukrajiny k jadernému výbuchu, jehož následkem došlo k požárům, toxickým výparům a masivnímu úniku radiace. Černobylská havárie, považovaná za jednu z nejhorších jaderných katastrof v historii, stále přitahuje vědecký zájem o sledování vysoké úrovně radiace v prostředí.
Jedním z výzkumníků zabývajících se studiem kontaminovaných oblastí po nehodě je dr. Peter Martin z Univerzity v Bristolu ve Spojeném království. Spolupracuje na projektu, který pro výzkum radioaktivní kontaminace a čištění využívá ručních analyzátorů XRF v černobylské zakázané zóně.
Nedávno jsme se s Peterem potkali, abychom se dozvěděli více o zakázané zóně, výzkumném projektu i o tom, jak ruční XRF analýza pomáhá dosáhnout cílů projektu.
Co je černobylská zakázaná zóna?
Černobylská zakázaná zóna je přibližně 30kilometrová oblast obklopující Černobylskou jadernou elektrárnu, která byla nejvíce zasažena radiací a jaderným spadem z výbuchu.
Zóna byla zřízena v roce 1986 krátce po katastrofě, aby pomáhala zamezit přístupu do nebezpečných oblastí a zmírnit šíření radioaktivní kontaminace (ulpění nežádoucích radioaktivních materiálů na předmětu nebo osobě).
Dnes je zakázaná zóna zpřístupněna některým turistům a vědcům, kteří ji studují, mezi něž patří dr. Peter Martin. Zeptali jsme se Petera, jak zóna vypadá nyní.
„Návštěva černobylské zakázané zóny působí dojmem, jako by se všechno právě zastavilo,“ popisuje Peter. „Většina kovových předmětů je rezavá. Znovu se zde objevuje divoká zvěř. Do přírody se začínají vracet barvy. Opuštěná vozidla zůstala na silnici. Působí to dost pochmurně.“
Vysvětluje, že v oblasti se nachází velké množství odpadu a stavebních materiálů. Množství starých úlomků kovu, opuštěných vozidel a rozlitého paliva – mnoho materiálů v zakázané zóně zůstává neznámých a neprozkoumaných. Jedna věc je jistá: žeoblast nadále zůstává vysoce radioaktivní.
Peter dále objasňuje, jaká ochranná opatření vědci dodržují, aby omezili svou radiační zátěž.
„Vědci používají k měření záření dozimetrii,“ říká Peter. „Ve skutečnosti nosí mnoho zařízení, jedno za každou zúčastněnou organizaci odpovědnou za měření radiační expozice (univerzita, zakázaná zóna a černobylská elektrárna). Dávky jsou přísně kontrolované.“
Mapování distribuce záření na jaderných stanovištích
V rámci projektu Peter a další vědci zkoumají potrubí různých průměrů v jaderných zařízeních, aby tak zmapovali distribuci záření. Nicméně se neví, co se v nich nachází, k čemu byla použita ani hladina jejich radioaktivní kontaminace.
Vzhledem k jejich jaderné historii neexistují žádné plány na vyřazení potrubí z provozu. Místo toho se používají mobilní roboti, kteří se do potrubí dostanou, například robotický pes v tomto videu:
Ruční analyzátory XRF také hrají v tomto projektu zásadní roli, protože vědcům pomáhají třídit a oddělit kontaminované materiály nalezené na místě.
Monitorování radioaktivní kontaminace pomocí ručního XRF v Černobylu
Hlavním cílem černobylského projektu je změřit a snížit radioaktivní kontaminaci, v čemž se ruční XRF prokázal jako užitečné zařízení.
„XRF je velmi užitečný při analýze materiálů odebraných pro monitorování kontaminace,“ vysvětlil Peter. „Aby došlo k poškození elektronického zařízení, musí být vystaveno extrémním hladinám radiace. Cokoli mimo aktivní zónu reaktoru není zářením omezeno. V srdci Černobylské jaderné elektrárny se chystají zahájit odstraňování sarkofágu v jádře. Stále se jedná o radioaktivní místo.“
Peter a jeho tým používají ruční analyzátor XRF Vanta™ ke sledování různých předmětů, povrchů a půd v lokalitě v Černobylu, aby tak stanovili elementární složení a přítomnost radioaktivních prvků.
Ruční analyzátor XRF poskytuje okamžitou analýzu v terénu, což znamená, že do laboratoře je zapotřebí zaslat méně vzorků. Tým obvykle během 5denní návštěvy provede přibližně 100 analýz denně. Vzhledem k celkovému plánování, logistice a nutnosti odeslat některé vzorky zpět navštěvují Peter a jeho tým zakázanou zónu dvakrát ročně.
Peter a jeho tým používá k měření procentuálního zastoupení daného prvku analyzátor Vanta s režimem 3-beam GeoChem. Obsah některých složek je v řádu ppm. Zvláště důležitý je prvek cesium, ten je měřen v řádu ppt.
Některé analyzované položky obsahují:
- Radioaktivní trubky
- Úlomky na zemi: cokoli od cesia po uran a plutonium.
- Půda: hodnocení kontaminace těžkými kovy
Výzkumníci testují půdu v Černobylu pomocí analyzátorů XRF
Pro analýzu půdy výzkumníci kopou do hloubky 1 stopy (0,3 m). Většina radiace se zadržuje v několika horních centimetrech.
Peter vysvětluje: „Cesium se drží v horních několika centimetrech – jíly záření zadržují. Jsou velmi lepkavé.“
Kombinace ručního XRF a laboratorního testování pro měření radioaktivní kontaminace
Ruční analyzátory XRF jsou snadno přenosné, což z nich činí užitečné nástroje pro měření položek na místě, jako je půda, kameny, ocel, stavební materiály, vozidla a kovy vyčnívající ze země. Mnohé z testovaných předmětů nelze snadno odeslat zpět, například opuštěné vrtulníky a potrubí.
Výzkumníci testují různé předměty na radiační kontaminaci v Černobylu
Po odběru vzorků v terénu je menší vzorek převezen zpět do Spojeného království k rozsáhlejšímu testování. Převoz vzorků mimo zakázanou zónu je však náročný proces – trvá přibližně 9 měsíců, než se vzorky dostanou z Ukrajiny.
Dokonce se stalo, že některé vzorky uvízly na letišti. Vzhledem ke skutečnosti, že radioaktivní materiál je klasifikován jako nebezpečné zboží, musí vzorky cestovat speciálním nákladním letadlem.
Dále musí vědci získat zvláštní povolení ke sběru kontaminovaných vzorků ze zóny, protože odebírání těchto předmětů je zakázáno. Po získání povolení jsou položky přepraveny do Kyjeva na Ukrajině a poté vyvezeny do Spojeného království.
Příprava vzorků a likvidace radioaktivních předmětů v Černobylu
Peterův tým speciálními lžičkami na odběr vzorků vkládá vzorky půdy do jednorázových Petriho misek. Poté vzorky uloží na rovný povrch, aby je mohli otestovat pomocí analyzátoru XRF. Při testování kovových vzorků drží analyzátor XRF přímo u kovových předmětů, jako jsou stavební materiály, potrubí nebo schodiště.
Mezi jedinečné testované předměty patří plynové masky a boty do deště – často se nacházejí jen tak zasypané v půdě. Vědci zjistili, že tyto předměty zadržují radioaktivní materiál. Prvky na nich ulpívají, zejména pak cesium.
Zeptali jsme se Petera na nejzajímavější věc, kterou během své práce objevili.
„V oblasti Kopači dozimetr ukazuje obzvláště vysoké oblasti radiace,“ říká Peter. „Můžete zde nalézt zrnka písku, která jsou vysoce radioaktivní. Tento černý písek jsme umístili na kaptonovou pásku. Zrnka vyzáří celoroční dávku během 10 minut.“
Vysvětluje: „Zrnka jsou vlastně malé kousky reaktoru, které byly při havárii vyhozeny do povětří a stále se mohou nacházet v okolí. Některé kousky pískových zrn jsou tvořeny grafitem, uhlíkem a uranem.“
Když se takové vysoce radioaktivní materiály najdou, tým je zneutralizuje a zlikviduje na úložištích radioaktivního odpadu.
Peter vysvětluje: „Smísí se s obrovským množstvím betonu a pak se směs zlikviduje.“
Upřímné poděkování patří dr. Peteru Martinovi a jeho týmu za sdílení těchto informací s týmem Olympus.
Související obsah
Brožura: Ruční analyzátor XRF Vanta
4 inovace společnosti Olympus, díky nimž je váš svět bezpečnější
Minimalizace expozice: RVI videoskopy umožňují úroveň vystavení radiaci dál snižovat
