En la mañana del 26 de abril de 1986, se produjo una explosión nuclear en la planta de energía nuclear de Chernóbil, situada en la actual Ucrania, lo que causó incendios, humos tóxicos y una fuga de radiación masiva. Considerado uno de los peores desastres nucleares de la historia, el accidente de Chernóbil continúa atrayendo el interés científico con el fin de monitorear los altos niveles de radiación que aún permanecen en el medio ambiente.
El Dr. Peter Martin, de la Universidad de Bristol en Reino Unido, es uno de los investigadores que estudia las áreas contaminadas por el accidente. Él forma parte de un proyecto para el cual se hace uso de los analizadores XRF portátiles dentro de la Zona de exclusión de Chernóbil a fin de investigar la contaminación radiactiva y los esfuerzos de limpieza desplegados.
Hace poco dialogamos con el Dr. Martin para aprender más sobre la Zona de exclusión de Chernóbil, el proyecto de investigación y cómo el analizador XRF portátil permite alcanzar los objetivos establecidos.
¿Qué es la Zona de exclusión de Chernóbil?
La Zona de exclusión de Chernóbil es un área de alrededor de 30 kilómetros (19 millas) que rodea la central nuclear de Chernóbil y fue la más afectada por la radiación y la lluvia radiactiva que resultó de la explosión.
Delimitada en 1986, poco después del desastre, la Zona de exclusión de Chernóbil impide el acceso a las áreas peligrosas y reduce la propagación de la contaminación radiactiva (la presencia de materiales radiactivos indeseados en un objeto o persona).
Hoy, la Zona de exclusión de Chernóbil está abierta a algunos turistas y es estudiada por investigadores como el Dr. Peter Martin, a quién hemos formulado algunas preguntas sobre cómo es esta zona ahora.
«Cuando se visita la Zona de exclusión de Chernóbil, parece como si todo acabara de detenerse. [...] La mayoría de los artículos metálicos están oxidados. La vida silvestre se ha recuperado. El color de la naturaleza comienza a percibirse más. Los vehículos abandonados permanecen en la carretera. Es un panorama bastante melancólico».
El Dr. Martin explicó que en el área hay muchos desechos y materiales de construcción. Muchos de los materiales que permanecen sin estudiar o no han sido identificados dentro de la zona de exclusión son abundantes trozos metálicos viejos, vehículos abandonados y combustible derramado. Pero, una de las cosas de la cual se puede estar seguro es que el área sigue siendo altamente radioactiva.
Por consiguiente, para limitar su exposición a la radiación, los investigadores deben seguir medidas de protección:
El Dr. Peter Martin explica que «los investigadores usan dosímetros que miden la radiación. [...] De hecho, se usan muchos dispositivos; uno en función de cada organización involucrada en la medición de la exposición a la radiación: la universidad, la zona de exclusión y la planta de Chernóbil. Las dosis de radiación están muy controladas».
Mapeo de la distribución de la radiación en sitios nucleares
En relación con el proyecto, el Dr. Martin y otros investigadores están analizando tuberías de diámetros diversos en sitios nucleares para mapear la distribución de la radiación. Sin embargo, no se sabe lo que hay dentro de dichas tuberías, ni para que sirvieron o su nivel de contaminación radiactiva.
Y, debido a su historial nuclear, no se planea desmantelarlas. No obstante, les es posible usar robots que pueden acceder por arrastre a dichas tuberías, como el «perro robot» que aparece en el siguiente video:
Los analizadores XRF portátiles en este caso también desempeñan un papel fundamental, ya que permiten clasificar y segregar los materiales contaminados que se encuentran en el sitio.
Monitoreo de la contaminación radiactiva en Chernóbil con el analizador XRF portátil
Los principales objetivos del proyecto Chernóbil son medir y reducir la contaminación radiactiva; y, para ello, el XRF portátil ha demostrado ser un dispositivo útil.
«La XRF es muy útil al analizar los materiales recogidos y destinados al control de la contaminación. [...] Es necesario captar niveles extremos de radiación antes de que un equipo electrónico pueda fallar. Todo lo que se encuentra fuera del núcleo del reactor no está coaccionado por los límites de radiación. Sin embargo, en el corazón de Chernóbil, la remoción del sarcófago a partir del núcleo está a punto de comenzar. Por lo tanto, éste sigue siendo un lugar radiactivo».
El Dr. Martin, junto a su equipo, ha estado utilizando el analizador XRF portátil Vanta™ para monitorear varios elementos, superficies y suelos en el sitio de Chernóbil a fin de determinar la composición química y la presencia de elementos radiactivos.
El analizador XRF portátil proporciona un análisis inmediato en campo, lo que significa una disminución en el envío de muestras al laboratorio. El instrumento suele ejecutar 100 análisis al día durante una semana laboral de 5 días. Considerando toda la planificación, la logística y la necesidad de enviar al laboratorio algunas muestras, el Dr. Martin y su equipo visitan la Zona de exclusión de Chernóbil dos veces al año.
El Dr. Martin junto a su equipo utilizan un analizador Vanta en el modo Geoquímica (GeoChem) de 3 haces para medir el porcentaje de un elemento determinado. Algunos elementos son medidos en partes por millón (ppm). El cesio es un elemento de particular importancia, por lo tanto es medido en partes por trillón (ppt).
Entre algunas de las piezas analizadas, destacan:
- Tuberías radiactivas
- Escombros en el suelo (piso): desde cesio hasta uranio y plutonio
- Suelo: evaluación de la contaminación por metales pesados
Investigadores analizando el suelo de Chernóbil con los analizadores XRF
Para los análisis de suelo, los investigadores cavan 1 pie (0,3 m). La mayor parte de la radiación permanece en las primeras pulgadas.
El Dr. Martin explicó: «El cesio se adhiere a los centímetros superiores y las arcillas retienen la radiación. Es muy pegajoso».
Combinar el analizador XRF portátil con los análisis de laboratorio para medir la contaminación radiactiva
Gracias a su portabilidad, los analizadores XRF son herramientas útiles para medir elementos in situ, como el suelo, las rocas, el acero, los materiales de construcción, automóviles y metales que sobresale del suelo. Muchos de los artículos analizados no pueden ser transportados/desplazados con facilidad, como helicópteros y tuberías abandonados.
Investigadores analizando diversas piezas en el marco del estudio de contaminación radiactiva de Chernóbil
Después de reunir el muestreo de campo, se destina una muestra más pequeña para el Reino Unido a fin de obtener resultados más exhaustivos de laboratorio. Sin embargo, el proceso de retirar muestras fuera de la Zona de exclusión es engorroso; se necesitan alrededor de nueve meses para sacarlas de Ucrania.
Algunas veces hay muestras que quedan atrapadas en el aeropuerto. Dado que el material radiactivo está clasificado como mercancía peligrosa, las muestras deben ser transportadas bajo una categoría especial mediante un avión de carga.
Además, se requiere un permiso especial para extraer muestras contaminadas de la zona, ya que está prohibido retirar estos elementos. Si se obtiene el permiso, los artículos se envían a Kiev, Ucrania, y después se expiden al Reino Unido.
Preparación y eliminación de muestras de piezas radiactivas en Chernóbil
El equipo del Dr. Martin coloca las muestras de suelo en placas de Petri desechables mediante cucharaditas de muestreo. Después, las muestras son colocadas en una superficie plana para analizarlas con el analizador XRF portátil. Para analizar muestras metálicas, se orienta el analizador XRF directamente hacia el metal; en este caso los elementos serán materiales de construcción, tuberías y escaleras.
Entre las piezas más exclusivas que han sido analizadas, es posible nombrar las máscaras de gas y botas de lluvia, las cuales a menudo se encuentran enterradas parcialmente en el suelo. Lo aprendido a partir de estas piezas es que se mantienen con el material radiactivo. Es decir que existe una adherencia de los elementos, especialmente del cesio.
Se le preguntó al Dr. Martin sobre lo más interesante que ha encontraron en este proyecto.
Y, él comentó que «en el área de Kopachi, el dosímetro indicará áreas radioactivas particularmente altas. Es posible recoger granos de arena que presentan una radioactividad elevada. [Por ejemplo, ] al colocar [la] área negra [recogida] en una película Kapton, se obtendrá la dosis radiológica de todo un año en 10 minutos debido a los granos».
Asimismo, explicó que «los granos son en realidad pequeños trozos del reactor que explotaron en el accidente y todavía se pueden encontrar en el medio ambiente. Algunas partes de estas piezas granuladas se componen de grafito, carbono y uranio.
Al encontrar materiales altamente radiactivos como los mencionados, el equipo los inmoviliza y los desecha en los vertederos de desechos radiactivos».
El Dr. Martin agregó también que «[dichos materiales] son mezclados en un repositorio de hormigón para su disposición final residual».
Un sincero agradecimiento al Dr. Peter Martin y a su equipo por compartir esta información con el equipo de Olympus.
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