切尔诺贝利4号反应堆灾难性失效并向欧洲各地散布放射性沉降物至今已有三十五年。虽然当局已尽最大努力对反应堆进行封堵，但它仍然覆盖着一层固化的放射性熔岩。
这种玻璃状的固化物不仅抵抗了所有清理工作，而且极难进行研究。但研究人员现在已经成功测试了一种技术，这种技术可能有助于更深入地了解这些几乎不可穿透的物质。
首先，科学家们必须制造出能够模仿切尔诺贝利实际情况的材料。现在，通过将这些材料的微小样本置于世界上一些最强大的X射线之下，研究人员找到了一种方法来重建这些物质的历史。
[相关：人类退场后，切尔诺贝利野生动物繁盛]
他们的研究成果已 发表 在《材料化学学报A》杂志上，表明该技术可用于解开真实核灾难废料的谜团。
“这就像对犯罪现场进行法医分析，”英国谢菲尔德大学的核研究员、上述科学家之一 Claire Corkhill 在一份 声明 中说。“对我们的模拟材料进行的化学分析使我们能够拼凑出切尔诺贝利核燃料的最后时刻。”
切尔诺贝利核电站位于乌克兰首都基辅以北约60英里处，事故发生时有四个反应堆在运行。其中三个反应堆已安全退役，但4号反应堆除外，它被埋在一个 类似机库的壳体 内——就像瘟疫患者带菌的尸体一样。
1986年，4号反应堆的铀燃料熔化，并与来自其结构和周围环境的成分——包括锆、石墨、钢和混凝土等材料——发生化学反应，然后烹饪在一起，形成一种科学家称之为“堆芯熔融物”（corium）的熔岩状混合物。这种危险的泥浆从反应堆堆芯流出，最终冷却并硬化成一种高放射性、玻璃状的陶瓷，包括 “大象脚” 等地貌。
为了最终找到清理堆芯熔融物并彻底净化切尔诺贝利的最佳方法，科学家们首先需要了解堆芯熔融物，了解其混合物在反应堆各处的差异，以及它究竟是如何形成的。但堆芯熔融物放射性太强，无法靠近。再加上它的硬度，这意味着切尔诺贝利堆芯熔融物的样本非常稀少。事实上，据俄罗斯科学家 报道 ，他们甚至动用了真枪实弹来获取任何松散的物质。
在欧洲的另一端，谢菲尔德大学的 研究人员，如Corkhill，正在制造所谓的“模拟物”。他们将核电站中发现的许多相同构件的模拟废物熔合在一起。但有一个关键区别：谢菲尔德大学的模拟物放射性远低于真实物质，也更容易处理。
在这项研究中，谢菲尔德大学的研究人员将他们的模拟物带到了同步辐射装置，这是极强的X射线源——特别是在瑞士北部的保罗·谢勒研究所和纽约长岛的布鲁克海文国家实验室。
研究人员将他们的模拟物切片并抛光得非常薄——薄到只有头发丝的宽度——然后用X射线照射。通过观察X射线在模拟物中的不同吸收情况，研究人员能够辨别出精细的细节。例如，他们可以识别出比薄雾液滴还小的含铀化合物的晶体结构。
这让研究人员更加确信，他们的模拟物确实非常接近真实物质。“我们的分析与现有关于真实样本的有限数据一致，这是非常令人兴奋的，”Corkhill说。
此外，X射线数据使研究人员能够重建样本的组成部分在极端条件下熔合在一起的顺序。换句话说，他们可以回放熔毁事故发生后的那一刻。
华盛顿州里奇兰市太平洋西北国家实验室的核废料研究员 Reid Peterson 表示，这是利用新技术研究旧废料的一个好方法。
[相关：切尔诺贝利地区树叶的衰败速度异常缓慢]
他还表示，这强调了高质量模拟物的必要性。“我们发现核废料可能具有一些无法预测的非常有趣的特性，”他说。
研究人员表示，能够使用如此小的样本，即使它们具有高放射性，也大大降低了暴露的风险。但Peterson强调，这只是众多技术中的一种，使用非常小的样本可能会产生误导。
“这些复杂的混合物需要多种技术才能全面了解放射性废物中存在的具体相，”他说。
尽管如此，研究人员认为他们的技术已经为实际应用做好了准备。Corkhill说，这项研究“为分析切尔诺贝利和福岛核熔毁事故的真实燃料铺平了道路。”
事实上，2011年日本福岛第一核电站核事故现场也覆盖着其特有的堆芯熔融物混合物。在那里，研究人员尚未进入反应堆内部获取样本。
