Crédito: CNET/James Martin.

El desastre nuclear que hubo en la central de Fukushima Daiichi dejó a Japón y al resto del mundo con una profunda marca. Incluso, se ha llegado a comparar en magnitud a este evento con el ocurrido en Chernóbil.

Ahora, casi 10 años después de que el caos se desatara en la central nuclear japonesa, los estudios sobre su alcance y sus efectos siguen en pie. En este caso, una reciente investigación publicada en la revista Science of The Total Environment nos habla de nuevos componentes contaminantes que este desastre pudo hacer liberado al ambiente.

Específicamente, dichos componentes son micropartículas de plutonio que se encuentran unidas a las ya conocidas micropartículas ricas en cesio (CsMP, según sus siglas en inglés). La investigación ha girado entonces en torno a esta dupla, así como a sus interacciones y diferenciación, además de su aparición en el ambiente y los restos de combustible que quedaron en el reactor.

¿Qué se encontró?

Ya se sabe que las CsMP están compuestas principalmente con sílice del hormigón (que se encontraba en las paredes del reactor) y radio cesio de fisión volátil (uno de los productos formados en el reactor).

Ahora, la nueva investigación ha demostrado que hay también partículas de dióxido de uranio infinitamente pequeñas dentro de estas también. Con menos de 10 nanómetros de diámetro, estas hasta ahora habían estado dentro de estas partículas sin ser detectadas.

Su aparición abrió la puerta a una nueva ventana de investigaciones, pero la gran revelación de este estudio vino en dos partes.

Una vez identificadas las micropartículas de uranio, también se detectaron concentraciones de óxido de plutonio asociadas a estas. Según refleja el propio estudio, estos fueron hallados en un tamaño “submicrónico en la matriz de uraninita”.

Finalmente, pudieron rastrear esta fusión de nanopartículas hasta el reactor de Fukushima debido a que la composición isotópica de ambas era comparable con la del combustible irradiado por la central nuclear.

¿Cómo lo hicieron?

“El estudio utilizó una extraordinaria variedad de técnicas analíticas para completar la descripción de las partículas a escala atómica”, comentó Rod Ewing, coautor del estudio.

Ewing también es codirector del Centro de Cooperación y Seguridad Internacional (CISAC, según sus siglas en inglés) de la Universidad de Stanford. Entre los procesos utilizados destacan entonces el análisis de microrayos X basaos en sincrotón, la microscopía electrónica de transmisión de alta resolución y la espectrometría de masas de iones secundarios.

Todos estos mecanismos de análisis llevaron a un solo fin: la posibilidad de ubicar y caracterizar el plutonio presente en las CsMP.

Heterogeneidad a nanoescala de los combustibles nucleares

Gracias a esta investigación y la detección de las partículas de uranio y plutonio, se ha confirmado un punto vital. Este indica que los desechos de los combustibles nucleares que se fugaron durante el desastre del reactor de Fukushima siguen siendo, al sol de hoy, altamente variados a nivel molecular.

El director del equipo de investigaciones de este proyecto, Satoshi Utsunomiya, de la Universidad de Kyushu ha comentado que:

“Estos resultados sugieren fuertemente que la heterogeneidad a nanoescala, que es común en los combustibles nucleares normales, todavía está presente en los desechos de combustible que permanecen dentro de los reactores dañados del sitio.

(…) Esta es información importante ya que nos informa sobre el alcance [y] la gravedad de la crisis”.

Aprovecha este momento para recalcar la importancia de estos descubrimientos. Esto ya que, se podrían convertir en una fuente de conocimiento para el “eventual desmantelamiento de los reactores dañados” así como para el manejo de los desechos de estos a largo plazo.

Impacto ambiental

Otra de las conclusiones del estudio fue que, tal como las CsMP se dispersaron por Japón luego de la fuga, lo más probable es que el plutonio también lo hiciera. En palabras del investigador Utsunomiya:

“(…) como ya sabemos que los CsMP se distribuyeron en una amplia región de Japón, es probable que pequeñas cantidades de plutonio se dispersen de la misma manera”.

Como consecuencia, será vital el estudio posterior de estos casos. Esto para poder determinar los caminos específicos que siguieron las partículas de plutonio y los efectos que han tenido en el ambiente. De hecho, Gareth T. W. Law de la Universidad de Helsinki, otro coautor, ha comentado que “[el equipo] continuará experimentando con los CsMP, en un esfuerzo por comprender mejor su comportamiento a largo plazo y su impacto ambiental”.

Las investigaciones están “muy lejos” de terminar

“Han pasado casi diez años desde el desastre nuclear en Fukushima, pero la investigación sobre el impacto ambiental de Fukushima y su desmantelamiento están muy lejos de haber terminado”, comenta Utsunomiya.

Asimismo, aprovecha para recalcar que este logro solo se ha dado gracias al gran esfuerzo de cooperación internacional. Ahora, el camino de la investigación aún se extiende en toda su longitud frente a este equipo. Por lo que tendrán que continuar recorriéndolo para descubrir todas las consecuencias dejadas por el desastre nuclear del Fukushima Daiishi.

Referencia:

Particulate plutonium released from the Fukushima Daiichi meltdowns: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140539