J'ai dirigé un laboratoire de mesure à Surrey pendant la crise de Tchernobyl et j'ai effectué des mesures du corps entier de nombreuses personnes, y compris des bus remplis d'écoliers revenant de la zone générale.

Ce que j'ai détecté était principalement des "fragments de fission U235" (Google les citations) qui sont les "moitiés" de taille inégale de 235 - beaucoup de nombres de masse autour de 90-100, beaucoup autour de 130-140. Les personnes contaminées avaient été prises sous la pluie ou marchaient dans des flaques d'eau. La pluie a pris des particules dans leurs cheveux qui se logeaient dans la microtexture des cheveux eux-mêmes. Ceux-ci ne se lavent pas facilement et ont dû être découpés. La nature des particules suggérait qu'il s'agissait de la fumée d'un feu très intense qui était capable de volatiliser les isotopes normalement réfractaires du cérium et similaires. Une fois ceux-ci refroidis, ils ont ramassé d'autres nucléides, y compris I131 et Cs134 et Cs137. Le décompte du corps entier après la douche et l'épilation radioactive ont détecté de très faibles niveaux d'absorption thyroïdienne.

Plus tard, j'ai eu l'occasion de compter les niveaux sur les systèmes de filtration MSC. C'était intéressant mais je n'ai jamais obtenu de réponse satisfaisante. Les filtres sont à 3 étages, un pré-filtre qui élimine les grosses poussières de l'air, un filtre fin qui élimine la plupart du reste et un HEPA (High Efficiency Particle Absorption). Les principaux nucléides que je regardais étaient l'iode et les césiums. J'ai trouvé que les rapports de Cs134 à Cs137 étaient différents entre les différents filtres, mais cohérents dans différentes parties du même filtre et entre les filtres du même type. Je n'ai pu que conclure que les différentes tailles de particules provenaient d'incendies d'intensités différentes dans différentes parties du réacteur. Ces différentes pièces peuvent avoir eu des barres de combustible d'âges différents expliquant les différents ratios Cs.

On m'a également demandé de compter les niveaux de contamination sur des échantillons d'herbes et d'épices importés par un ami de mon professeur de différents pays qui avaient des expositions différentes aux nuages ​​radioactifs. La sauge en particulier a été contaminée, probablement parce que les feuilles velues ont recueilli les particules de la même manière que les cheveux humains.

Le problème du césium était considéré comme transitoire sur le plan biologique. On s'attendait à ce que tout ce qui était absorbé soit évacué du corps avec le potassium (le sodium a un mécanisme spécifique pour le réabsorber si nécessaire). Cela s'est avéré inexact et le Pays de Galles a connu une crise de longue durée car le césium restait dans le sol, réapparaissait dans l'herbe et était absorbé chez les moutons. Certaines fermes n'étaient pas autorisées à vendre leurs moutons pendant des années.

Les réactions gamma-neutrons nécessitent une énergie gamma supérieure à 6MeV - rare dans les réacteurs.

La fission se poursuit dans le réacteur jusqu'à ce jour. L'U235 est spontanément fissile et les particules alpha des barres de combustible génèrent des neutrons si elles interagissent avec des éléments à faible Z. Ces neutrons stimuleront à leur tour la fission.

L'activation des neutrons est un problème. Les bijoux en or ou les obturations ne sont pas autorisés dans le personnel d'une installation nucléaire parce que la section transversale de l'or est si élevée. D'autres substances sont également faciles à activer - l'acier contient invariablement d'autres métaux de transition, en particulier le cobalt. Cela devient activé en Co60 même dans un flux de neutrons doux. Heureusement pas particulièrement rapide.

Il y a les effets principaux three:

Le first, et le plus simple, est la contamination particulaire. Les barres de combustible en uranium ont été pulvérisées lors de l'explosion et ainsi des particules de poussière contaminées par de l'uranium et d'autres isotopes (produits de fission dans les barres de combustible) ont été dispersées dans le vent. Ne sous-estimez pas la quantité de poussière et de fumée dégagée. Il y avait plusieurs tonnes de matières hautement radioactives dans le cœur. Cela fait beaucoup de poussière.

C'est ce qui a produit le long nuage de poussière qui a déclenché des détecteurs à Minsk, en Suède et ailleurs. La poussière peut pénétrer sur les vêtements et être transférée au toucher de la même manière que toute contamination se propage. Le problème pour la santé est que chaque minuscule particule de poussière contient des milliards d'atomes radioactifs qui se décomposent constamment et émettent des radiations. Si vous recevez des particules dans vos poumons, elles resteront là, irradiant dans les tissus environnants pendant de nombreuses années. Pas bien.

L'effet second provient du rayonnement gamma immédiat (prompt) du cœur. C'est ce qui a produit l'effet lumineux au-dessus du réacteur et pourquoi Legasov n'a pas laissé le pilote d'hélicoptère survoler le cœur. C'est principalement ce qui a tué les pompiers et l'équipe de quart. Ici, vous avez essentiellement un faisceau de rayonnement provenant directement du noyau dense et l'immense taux de désintégration qui s'y produit.

Un effet third, est que le rayonnement intense (gammas et neutrons) peut affecter les noyaux des atomes stables et les activer . Autrement dit, il convertit les isotopes stables en isotopes radioactifs, qui se désintégreront plus tard. Ceci est bien décrit dans les autres réponses.

En ce qui concerne la contamination par des particules radioactives, l'uranium 235 n'est pas très radioactif, en ce sens qu'il a une demi-vie de 703 800 000 ans. Le césium 137, un produit de repos courant des réacteurs à fission, a une demi-vie de 30,17 ans. Cela signifie que si vous mesurez la radioactivité en nombre de désintégrations par unité de temps, le césium 137 est 703 800 000 $ / 30,17 \ environ 23 300 000 $ fois plus radioactif que la même quantité de uranium.

En ce qui concerne les petites quantités de particules de poussière, la constante d'Avogadro nous indique qu'une mole d'un certain atome ou molécule contient 6 $ \ times10 ^ {23} $ ces objets. Maintenant que nous savons que le césium 137 a une demi-vie de 30,17 ans, nous savons que si nous avons une mole (136,9 gramme) de césium 137, $ 3 \ times10 ^ {23} $ span > de ces atomes se désintégreront dans 30,17 ans. Comme 30,17 ans contient: 30,17 $ \ times365 \ times24 \ times60 \ times60 = 951441120 $ secondes, nous trouvons le nombre moyen de désintégrations d'une mole de césium 137 par seconde pendant une période de 30,17 ans pour être 3 $ \ times10 ^ {23} /9.51441120\times10^8\approx 3,15 \ times10 ^ {14} $ désintégrations par seconde. Ainsi, de très petites quantités d'une substance radioactive génèrent beaucoup de désintégrations par seconde.

Si vous voulez officiellement savoir "Comment exactement une chose composée d'une masse non radioactive devient-elle radioactive?" en plus d'être contaminé par une substance radioactive, vous pouvez aller sur wikipedia et rechercher la radioactivité induite. Il dit essentiellement que le principal mécanisme derrière la radioactivité induite est la capture de neutrons par un noyau auparavant non radioactif. Donc, si vous avez une substance non radioactive à côté d'une substance radioactive qui émet des neutrons libres, la substance non radioactive pourrait capturer des neutrons et devenir radioactive s'il s'agit maintenant d'un isotope instable.

Il existe une autre forme de radioactivité induite lorsque vous frappez un noyau avec un rayon gamma avec suffisamment d'énergie pour libérer l'un de ses neutrons.Si le nouvel isotope, avec un neutron en moins, n'est pas stable, vous avez induit de la radioactivité.

Je peux aussi imaginer que les particules radioactives, comme celles du U-235, peuvent coller aux vêtements ou contaminer l'eau.Cependant, cela ne semble pas non plus plausible, y a-t-il vraiment autant d'U-235 dans un réacteur nucléaire pour que les particules de poussière posent un problème considérable à cet égard?

Oui, il y a vraiment autant de substances radioactives dans le réacteur.Cependant, le problème n'est pas l'uranium.Lorsque le réacteur commence à fonctionner, il produit des produits de désintégration qui sont beaucoup plus «chauds» que l'uranium.Ils sont si radioactifs que même des quantités microscopiques sont dangereuses.

D'autres matériaux peuvent devenir radioactifs, mais seulement s'ils sont soumis à un rayonnement intense (comme l'intérieur d'un réacteur).La "contagion" montrée n'est pas du rayonnement induit, mais du transfert de particules contenant des produits de désintégration chauds du cœur du réacteur.

Les vêtements, l'eau, le sol, etc. deviennent radioactifs parce qu'ils sont contaminés par des produits de fission comme le césium-137, l'iode-131 etc.