Investigadores alemanes analizaron seis fragmentos radiactivos procedentes de Ucrania y descubrieron que parte del combustible nuclear mantiene su estructura cristalina desde el accidente de 1986, un resultado importante para comprender la contaminación ambiental a largo plazo.
Redacción: Redacción Noticias de la Tierra
Editor: Eduardo Schmitz
Cuatro décadas después del accidente nuclear de Chernóbil, ocurrido en Ucrania el 26 de abril de 1986, pequeñas partículas de combustible radiactivo dispersas por los suelos de la región conservan una estructura interna sorprendentemente estable. Así lo revela una investigación realizada por científicos de la Universidad Leibniz de Hannover y del Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf, en Alemania, mediante una técnica avanzada de difracción de rayos X.
El equipo examinó seis fragmentos microscópicos recuperados de dos localidades próximas a la central nuclear y descubrió que algunos mantienen buena parte de la estructura cristalina original del combustible, pese a haber permanecido expuestos al ambiente durante aproximadamente 40 años.
Los resultados, publicados en la revista científica Journal of Hazardous Materials y difundidos por los centros de investigación en octubre de 2026, aportan información sobre la persistencia de los materiales radiactivos en los suelos contaminados.
El descubrimiento es importante porque la velocidad con la que estas partículas se deterioran influye en la posible liberación de sustancias radiactivas hacia el suelo, el agua y otros componentes del medioambiente.
Sin embargo, los investigadores advierten que la estabilidad observada no significa que las partículas hayan dejado de ser peligrosas. Los fragmentos siguen siendo radiactivos y su comportamiento puede variar considerablemente según su composición y las condiciones ambientales.
El accidente de 1986 dejó partículas radiactivas dispersas por el territorio
La explosión y el incendio del reactor número cuatro de Chernóbil liberaron grandes cantidades de material radiactivo a la atmósfera. Una parte se depositó en los terrenos próximos a la instalación, mientras otra fue transportada por las corrientes atmosféricas hacia diferentes regiones de Europa.
Entre los materiales liberados se encontraban fragmentos microscópicos procedentes del combustible nuclear y de otros componentes del reactor.
Estas partículas, conocidas en la literatura científica como partículas calientes, pueden concentrar una elevada actividad radiactiva en dimensiones extremadamente pequeñas.
Las muestras examinadas en la nueva investigación tenían tamaños comprendidos aproximadamente entre ocho y 50 micrómetros, es decir, fracciones del grosor de un cabello humano.
Su reducido tamaño no implica que sean inofensivas. Dependiendo de sus características, pueden permanecer en el suelo, fragmentarse o ser movilizadas mediante diferentes procesos ambientales.
La presencia de materiales radiactivos en los ecosistemas ha sido objeto de investigaciones durante décadas. En la propia zona de exclusión, los estudios sobre las poblaciones de perros que habitan cerca de Chernóbil han permitido examinar la diversidad genética de animales que viven en un territorio profundamente transformado por el accidente y la posterior ausencia de población humana.
Sin embargo, comprender la contaminación requiere estudiar también las propiedades físicas y químicas de los materiales que permanecen depositados en el ambiente.
Los investigadores distinguieron tres tipos de fragmentos
Las partículas liberadas durante el accidente no poseen una composición uniforme.
Según Tobias Weissenborn, investigador de la Universidad Leibniz de Hannover, pueden distinguirse tres grandes categorías de fragmentos procedentes del reactor.
El primer grupo incluye partículas que conservan características químicas y físicas semejantes a las del combustible original, compuesto principalmente por dióxido de uranio.
El segundo comprende materiales parcial o completamente rodeados por una capa de circonio, o fusionados con componentes derivados de este metal.
El circonio se utilizaba en el revestimiento de los elementos combustibles del reactor. Durante el accidente, las temperaturas extremas favorecieron interacciones entre el combustible y sus materiales de protección.
La tercera categoría está relacionada con la oxidación del combustible durante el incendio del grafito utilizado como moderador en el reactor.
El fuego, que se prolongó durante aproximadamente diez días, favoreció la formación de diferentes óxidos de uranio.
Entre ellos se encuentra el compuesto U3O8, cuyas propiedades mecánicas son diferentes de las del dióxido de uranio original.
Estas diferencias resultan fundamentales porque determinados óxidos pueden fragmentarse con mayor facilidad, mientras otros materiales presentan una mayor resistencia frente a la alteración ambiental.
Una técnica de rayos X permitió observar el interior de las partículas
Para conocer la estructura de los fragmentos, los científicos utilizaron difracción de rayos X con radiación de sincrotrón.
Esta técnica permite estudiar la organización de los átomos dentro de materiales cristalinos mediante el análisis de cómo se dispersan los rayos X al atravesar una muestra.
Las mediciones se realizaron en la línea experimental Rossendorf Beamline, situada en las instalaciones del Centro Europeo de Radiación Sincrotrón, en Grenoble, Francia.
El investigador Christoph Hennig, del Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf, participó en el desarrollo del procedimiento utilizado para examinar los fragmentos.
Trabajar con partículas tan pequeñas y radiactivas planteó dificultades técnicas importantes.
Los investigadores tuvieron que separar los fragmentos de las muestras de suelo ucraniano y fijarlos sobre pequeños electrodos de tungsteno.
Posteriormente, las muestras fueron introducidas en sistemas de contención adecuados para evitar la dispersión del material durante el transporte y los experimentos.
Una vez preparadas, las partículas fueron expuestas a un haz de rayos X de aproximadamente 100 micrómetros de diámetro.
Los científicos hicieron girar cada fragmento dentro del haz y realizaron mediciones desde unas 2.000 orientaciones diferentes.
La información obtenida permitió identificar las distintas fases cristalinas presentes y determinar cómo se había conservado la estructura interna del combustible nuclear.
El uranio conserva parte de su estructura original después de cuatro décadas
El resultado más destacado fue que los seis fragmentos examinados conservaron en buena medida características cristalinas relacionadas con el combustible nuclear original.
La observación sorprendió a los investigadores porque demuestra que algunos materiales liberados durante el accidente pueden resistir la alteración ambiental durante períodos prolongados.
La estabilidad depende de la composición química y de la estructura física de cada partícula.
Los fragmentos protegidos por materiales ricos en circonio pueden presentar comportamientos diferentes de aquellos formados por óxidos de uranio más frágiles.
La investigación permitió distinguir estas diferencias con una resolución estructural que anteriormente había resultado difícil de conseguir en partículas radiactivas individuales.
El hallazgo no significa que todo el combustible disperso por Chernóbil se conserve intacto.
La muestra estudiada fue pequeña y procedía únicamente de dos lugares. Por tanto, no permite establecer cómo se encuentran todas las partículas presentes en los suelos de la región.
Los autores consideran necesario ampliar el análisis para determinar qué proporción de los fragmentos mantiene estructuras estables y cuáles se han deteriorado más rápidamente.
La estabilidad puede retrasar la liberación de sustancias radiactivas
La resistencia de las partículas frente a la alteración química tiene consecuencias para el transporte de contaminantes.
Cuando un fragmento conserva su estructura, determinados productos radiactivos pueden permanecer retenidos dentro del material durante más tiempo.
En cambio, si la partícula se fragmenta o experimenta transformaciones químicas, algunos componentes pueden quedar más expuestos a la interacción con el agua y el suelo.
Estos procesos influyen en la movilidad ambiental de los radionúclidos, aunque su comportamiento depende también de las propiedades del terreno.
La humedad, la composición mineralógica, las condiciones químicas y la presencia de materia orgánica pueden modificar las reacciones que ocurren en los suelos contaminados.
Por esta razón, conocer únicamente la cantidad total de material radiactivo presente en una zona no basta para comprender su evolución a largo plazo.
También es necesario identificar en qué formas químicas se encuentra y cómo puede transformarse con el tiempo.
Los registros sedimentarios han demostrado que los materiales radiactivos pueden permanecer durante décadas como indicadores de actividades humanas. Por ejemplo, las señales de plutonio y cesio conservadas en los sedimentos de los lagos se han utilizado para estudiar la huella ambiental de las pruebas nucleares atmosféricas del siglo XX.
En Chernóbil, el nuevo estudio examina un problema diferente: la estabilidad física y cristalina de fragmentos concretos procedentes directamente del combustible de un reactor accidentado.
Las partículas más frágiles pueden comportarse de otra manera
Los investigadores prestaron especial atención a las diferencias entre los óxidos de uranio presentes en los fragmentos.
El dióxido de uranio posee una estructura distinta de la de otros compuestos que pueden formarse cuando el combustible entra en contacto con condiciones oxidantes.
Durante el accidente, el incendio y las temperaturas extremas favorecieron la aparición de diferentes fases químicas.
Algunas de ellas presentan menor resistencia mecánica y pueden desintegrarse en fragmentos más pequeños.
Esta posibilidad es importante porque la reducción del tamaño de las partículas puede modificar su capacidad de dispersión.
Los materiales microscópicos pueden ser transportados por el viento cuando quedan expuestos en superficies secas y se dan las condiciones necesarias para su movilización.
También pueden desplazarse junto con partículas del suelo o sedimentos durante episodios de erosión.
Sin embargo, el estudio no midió directamente la velocidad de transporte ambiental de cada fragmento ni determinó cuánto material radiactivo se libera actualmente desde las partículas examinadas.
Su principal contribución fue identificar las fases cristalinas y demostrar que algunas estructuras han permanecido estables durante aproximadamente 40 años.
Los minerales de Chernóbil también ofrecen información geológica
El accidente nuclear produjo materiales sometidos a temperaturas y condiciones químicas extraordinarias.
Por ello, algunos fragmentos del reactor se han convertido en objetos de interés para la mineralogía y la ciencia de materiales.
Investigaciones anteriores sobre los cristales de circón formados durante la fusión del reactor de Chernóbil revelaron transformaciones minerales que ayudaron a revisar interpretaciones utilizadas para estudiar rocas naturales.
En aquellos trabajos, los científicos encontraron estructuras cristalinas que podían desarrollarse por efecto del material fundido, sin necesidad de la intervención del agua.
La nueva investigación comparte el interés por reconstruir procesos físicos y químicos a partir de estructuras minerales, pero utiliza muestras y técnicas diferentes.
En este caso, el objetivo principal es comprender cómo se conservaron los fragmentos radiactivos después de décadas de exposición ambiental.
La combinación de mineralogía, física de materiales y análisis ambiental permite obtener información que no puede deducirse únicamente mediante mediciones generales de radiactividad.
Seis partículas no representan toda la contaminación de Chernóbil
Una de las principales limitaciones del estudio es el número de muestras examinadas.
Los investigadores analizaron seis partículas procedentes de dos lugares diferentes.
Esta cantidad permitió desarrollar y comprobar una metodología de análisis estructural, pero resulta insuficiente para describir toda la diversidad de materiales dispersos durante el accidente.
Cada fragmento puede presentar una composición particular, determinada por las condiciones en las que se formó y por su evolución posterior.
Además, las características del suelo y la exposición a procesos ambientales pueden variar entre localidades.
Los científicos advierten que incluso una muestra mucho mayor no permitiría establecer una regla universal aplicable a todas las partículas.
Algunos fragmentos podrían deteriorarse relativamente rápido, mientras otros permanecerían estables durante períodos mucho más prolongados.
Esta variabilidad resulta especialmente importante para evaluar la liberación futura de radionúclidos.
Una partícula resistente podría conservar determinadas sustancias durante décadas antes de experimentar una transformación que modificara su comportamiento.
Por ello, la estabilidad observada no debe interpretarse como una reducción automática del peligro ambiental.
La investigación no modifica las restricciones de la zona de exclusión
El descubrimiento tampoco constituye una evidencia de que la zona de exclusión de Chernóbil pueda considerarse segura.
Las restricciones existentes responden a evaluaciones de contaminación, exposición radiológica y otros factores que no pueden determinarse mediante el estudio estructural de seis partículas.
La presencia de combustible cristalino estable no elimina su radiactividad.
Además, los materiales pueden contener diferentes radionúclidos, con períodos de desintegración y comportamientos químicos distintos.
Los investigadores consideran que los resultados pueden contribuir a mejorar las evaluaciones futuras de la persistencia ambiental de determinados fragmentos, pero no proporcionan una nueva estimación general del riesgo radiológico de la región.
La distinción es fundamental: una partícula puede conservar su estructura y seguir siendo peligrosa.
De igual manera, una partícula que se transforma químicamente no necesariamente libera todos sus componentes de forma inmediata.
La evolución depende de múltiples procesos que deben estudiarse mediante mediciones complementarias.
Los próximos experimentos examinarán materiales aún más complejos
El equipo de investigación continúa desarrollando métodos para estudiar fragmentos altamente radiactivos procedentes del accidente.
Entre sus objetivos figura el análisis de fases que contienen elementos transuránicos, es decir, elementos químicos con números atómicos superiores al del uranio.
Estos materiales presentan desafíos particulares debido a su radiactividad y a las dificultades técnicas de manipular muestras microscópicas.
Los nuevos experimentos permitirán investigar si las estructuras cristalinas de otros fragmentos presentan una estabilidad comparable o si experimentan transformaciones diferentes.
También será importante relacionar los resultados de laboratorio con observaciones sobre la distribución de partículas en los suelos contaminados.
La información obtenida podría mejorar los modelos utilizados para describir el comportamiento de residuos radiactivos y materiales liberados durante accidentes nucleares.
Sin embargo, esas aplicaciones dependerán de la disponibilidad de muestras representativas y de la validación de los resultados mediante nuevas investigaciones.
Un legado ambiental que sigue revelando información científica
El accidente de Chernóbil ocurrió hace 40 años, pero sus consecuencias ambientales continúan siendo objeto de investigación.
La nueva investigación demuestra que algunos fragmentos microscópicos de combustible nuclear pueden conservar características cristalinas originales después de permanecer expuestos al ambiente durante décadas.
Este resultado ayuda a explicar por qué no todas las partículas radiactivas se transforman a la misma velocidad.
También aporta una metodología para examinar materiales individuales cuya estructura interna resulta difícil de analizar mediante procedimientos convencionales.
La principal aportación del estudio es haber obtenido información directa sobre la composición y organización cristalina de seis partículas altamente radiactivas procedentes de los suelos de Chernóbil.
Los científicos encontraron evidencias de una estabilidad mayor de la esperada en determinados fragmentos, pero todavía necesitan establecer hasta qué punto este comportamiento se repite en otras muestras.
Comprender estas diferencias permitirá investigar con mayor precisión cómo evolucionan los materiales radiactivos depositados en el ambiente y bajo qué condiciones pueden liberar parte de sus componentes.
El descubrimiento confirma que el paso del tiempo no produce una transformación uniforme de todos los residuos nucleares. Cuatro décadas después del accidente, algunas partículas conservan una parte importante de su estructura original, mientras su evolución ambiental sigue planteando preguntas que requieren nuevas mediciones.
Fuentes referenciales:
Journal of Hazardous Materials — X-ray diffraction phase analysis of single hot particles from Chornobyl
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf — Chernobyl particles reveal unexpectedly stable nuclear fuel after 40 years
ScienceDaily — 40 years later, Chernobyl’s nuclear fallout is not what scientists expected
