Ho gestito un laboratorio di misurazione nel Surrey durante la crisi di Chernobyl e ho eseguito misurazioni di tutto il corpo di molte persone, compresi gli autobus carichi di scolari di ritorno dall'area generale.

Ciò che ho rilevato sono stati principalmente i "frammenti di fissione degli U235" (virgolette su Google) che sono le "metà" di dimensioni disuguali di 235 - un sacco di numeri di massa intorno a 90-100, lotti intorno a 130-140. Le persone che erano state contaminate erano state catturate dalla pioggia o avevano camminato nelle pozzanghere. La pioggia ha preso particelle nei loro capelli che si sono depositate nella microstruttura dei capelli stessi. Questi non si lavano facilmente e dovevano essere tagliati. La natura delle particelle suggeriva che fossero fumo di un fuoco molto intenso che era in grado di volatilizzare gli isotopi normalmente refrattari del cerio e simili. Quando questi si raffreddarono, raccolsero altri nuclidi inclusi I131 e Cs134 e Cs137. Il conteggio di tutto il corpo dopo la doccia e la depilazione radioattiva ha rilevato livelli molto bassi di assorbimento della tiroide.

Successivamente ho avuto l'opportunità di contare i livelli sui sistemi di filtrazione MSC. Questo è stato interessante ma non ho mai avuto una risposta soddisfacente. I filtri sono a 3 stadi, prefiltro che rimuove la polvere grossolana dall'aria, un filtro fine che elimina la maggior parte del resto e un HEPA (High Efficiency Particle Absorption). I principali nuclidi che stavo osservando erano lo iodio e il caesio. Ho scoperto che i rapporti tra Cs134 e Cs137 erano diversi tra i diversi filtri, ma coerenti in parti diverse dello stesso filtro e tra filtri dello stesso tipo. Potevo solo concludere che le diverse dimensioni delle particelle provenivano da incendi di diversa intensità in diverse parti del reattore. Queste diverse parti potrebbero aver avuto barre di carburante di età diverse che spiegavano i diversi rapporti Cs.

Mi è stato anche chiesto di contare i livelli di contaminazione su campioni di erbe e spezie importati da un amico del mio professore da diversi paesi che avevano esposizioni diverse alle nubi radioattive. La salvia in particolare era contaminata, presumibilmente perché le foglie pelose raccoglievano particelle in modo simile ai capelli umani.

Si pensava che la questione del cesio fosse biologicamente transitoria. Ci si aspettava che tutto ciò che veniva assorbito sarebbe stato espulso dal corpo insieme al potassio (il sodio ha un meccanismo specifico per riassorbirlo se necessario). Si è scoperto che ciò non era corretto e il Galles ha avuto una crisi di lunga durata perché il cesio era rimasto nel terreno, riapparendo nell'erba e assorbito dalle pecore. Alcune fattorie non sono state autorizzate a vendere le loro pecore per anni.

Le reazioni gamma-neutroni richiedono un'energia gamma superiore a 6 MeV, cosa rara nei reattori.

La fissione continua nel reattore fino ad oggi. L'U235 è fissile spontaneamente e le particelle alfa delle barre di combustibile genereranno neutroni se interagiscono con elementi a bassa Z. Questi neutroni stimoleranno a loro volta la fissione.

L'attivazione dei neutroni è un problema. Gioielli o otturazioni in oro non sono consentiti nel personale di un impianto nucleare perché la sezione trasversale dell'oro è molto alta. Anche altre sostanze sono facili da attivare: l'acciaio contiene invariabilmente altri metalli di transizione, in particolare il cobalto. Questo viene attivato in Co60 anche con un flusso di neutroni lieve. Fortunatamente non particolarmente veloce.

Ci sono three effetti principali:

L'first, e il più semplice, è la contaminazione da particolato. Le barre di combustibile di uranio sono state polverizzate nell'esplosione e quindi le particelle di polvere contaminate con uranio e altri isotopi (prodotti di fissione nelle barre di combustibile) sono state disperse al vento. Non sottovalutare la quantità di polvere e fumo rilasciati. C'erano diverse tonnellate di materiale altamente radioattivo nel nucleo. Questo fa molta polvere.

Questo è ciò che ha prodotto la lunga nuvola di polvere che ha attivato i rilevatori a Minsk, in Svezia e altrove. La polvere può cadere sugli indumenti e può essere trasferita al tatto nello stesso modo in cui si diffonde qualsiasi contaminazione. Il problema per la salute è che ogni minuscola particella di polvere contiene trilioni di atomi radioattivi che si decompongono costantemente ed emettono radiazioni. Se ottieni alcune particelle nei polmoni, rimarranno lì irradiandosi nei tessuti circostanti per molti anni. Non va bene.

L'effetto second proviene dalla radiazione gamma immediata (immediata) dal nucleo. Questo è ciò che ha prodotto l'effetto della luce sopra il reattore e perché Legasov non ha permesso al pilota dell'elicottero di sorvolare il nucleo. Questo è principalmente ciò che ha ucciso i vigili del fuoco e l'equipaggio del turno. Qui, hai fondamentalmente un raggio di radiazione proveniente direttamente dal nucleo denso e l'immenso tasso di decadimento che si verifica lì.

Un effetto third è che la radiazione intensa (gamma e neutroni) può influenzare i nuclei in atomi stabili e attivarli . Cioè, converte gli isotopi stabili in isotopi radioattivi, che successivamente decadranno. Questo è ben descritto nelle altre risposte.

Per quanto riguarda la contaminazione da particelle radioattive, l'uranio-235 non è molto radioattivo, nel senso che ha un'emivita di 703 800 000 anni. Il cesio 137, un prodotto di riposo comune dai reattori a fissione, ha un'emivita di 30,17 anni. Ciò significa che se si misura la radioattività come numero di decadimenti per unità di tempo, il Cesio 137 è $ 703800000 / 30,17 \ circa 23300000 $ volte più radioattivo della stessa quantità di uranio.

Per quanto riguarda piccole quantità di particelle di polvere, la costante di Avogadro ci dice che una mole di un certo atomo o molecola contiene $ 6 \ times10 ^ {23} $ tali oggetti. Ora che sappiamo che il cesio 137 ha un'emivita di 30,17 anni, sappiamo che se abbiamo una mole (136,9 grammi) di cesio 137, $ 3 \ times10 ^ {23} $ span > di quegli atomi decadrà in 30,17 anni. Poiché 30,17 anni contiene: $ 30,17 \ times365 \ times24 \ times60 \ times60 = 951 441 120 $ secondi troviamo il numero medio di decadimenti di una mole di Cesio 137 al secondo durante un periodo di 30,17 anni per $ 3 \ times10 ^ {23} /9.51441120\times10^8\approx 3.15 \ times10 ^ {14} $ decadimenti al secondo. Quindi quantità molto piccole di una sostanza radioattiva generano molti decadimenti al secondo.

Se vuoi formalmente sapere "In che modo esattamente qualcosa composto da una massa non radioattiva, diventa radioattivo?" oltre a essere contaminato da una sostanza radioattiva, puoi andare su wikipedia e cercare radioattività indotta. Fondamentalmente afferma che il meccanismo principale alla base della radioattività indotta è la cattura di neutroni da parte di un nucleo precedentemente non radioattivo. Quindi, se hai una sostanza non radioattiva accanto a una sostanza radioattiva che emette neutroni liberi, la sostanza non radioattiva potrebbe catturare alcuni neutroni e diventare radioattiva se ora è un isotopo instabile.

Esiste un'altra forma di radioattività indotta quando si colpisce un nucleo con un raggio gamma con energia sufficiente per liberare uno dei suoi neutroni.Se il nuovo isotopo, con un neutrone in meno, non è stabile hai indotto la radioattività.

Posso anche immaginare che le particelle radioattive, come quelle dell'U-235, possano attaccarsi ai vestiti o contaminare l'acqua.Tuttavia, anche questo non sembra plausibile, c'è davvero così tanto U-235 in un reattore nucleare perché le particelle di polvere siano un problema considerevole a questo proposito?

Sì, c'è davvero così tanta roba radioattiva nel reattore.Tuttavia il problema non è l'uranio.Quando il reattore inizia a funzionare, produce prodotti di decadimento che sono molto più "caldi" dell'uranio.Sono così radioattivi che anche quantità microscopiche sono pericolose.

Altri materiali possono diventare radioattivi, ma solo se sottoposti a intense radiazioni (come l'interno di un reattore).Il "contagio" mostrato non è causato dalla radiazione indotta, ma dal trasferimento di particelle contenenti prodotti di decadimento a caldo dal nocciolo del reattore.

I vestiti, l'acqua, il suolo, ecc. diventano radioattivi perché vengono contaminati da prodotti di fissione come il cesio-137, lo iodio-131 ecc.