Di balik insiden nuklir, radionuklida bercampur dengan puing dan tanah di sekitarnya. Saat campuran berbahaya ini “jatuh kembali” ke bumi, dampak luruhan nuklir yang dihasilkan bisa bertahan lama. Karena alasan praktis, model luruhan saat ini belum cukup untuk menggambarkan peristiwa beracun ini secara penuh—namun sebuah tiruan mini nan cerdik mungkin akhirnya menawarkan cara yang lebih baik bagi para ilmuwan untuk mempelajarinya.
Peneliti di Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) menciptakan replika kecil dari bola api yang memicu luruhan nuklir di dalam reaktor aliran plasma. Eksperimen yang terkendali dengan cermat ini memungkinkan mereka menyelidiki bagaimana uranium, serium, dan sesium menguap dan berperilaku. Hasilnya, tim mampu mengidentifikasi keterbatasan dalam model luruhan yang ada di bawah kondisi yang lebih realistis. Temuan ini telah dipublikasikan dalam sebuah studi terkini di jurnal Analytical Chemistry.
“Dengan mempelajari proses-proses ini dalam sistem yang terkontrol, kita dapat menggantikan asumsi dengan pengukuran akurat, meningkatkan model yang digunakan untuk menafsirkan puing nuklir, dan mendukung pengambilan keputusan di saat yang paling penting,” ujar Rakia Dhaoui, penulis utama studi dan ilmuwan di LLNL, daalam pernyataan resmi.
A great balls of fire mini
Untuk percobaan, tim menyesuaikan reaktor aliran plasma agar dapat memprogram berbagai suhu dan fugasitas oksigen (yaitu, seberapa mudah bahan kimia bergerak dan bereaksi). Replika mini ini mewakili sebagian dari proses bola api, yang memicu luruhan nuklir dengan mengembang dan bercampur ke udara pasca kecelakaan nuklir, menurut LLNL.
Annotated photograph of the modified plasma flow reactor. © Dhaoui et al., 2026
Lebih khusus lagi, luruhan terjadi saat bola api mulai mendingin dan mengembun menjadi partikel padat kecil, sehingga pengaturan eksperimental dirancang untuk mereplikasi langkah-langkah ini. Peneliti menyiapkan dua skenario: satu menetapkan penurunan suhu konsisten di sepanjang tabung, serta yang lainnya mempertahankan panas sekitar 2.060 derajat Fahrenheit (1.127 derajat Celcius) sebelum pendinginan cepat, menurut studi tersebut.
“Studi luruhan historis mengindikasikan bahwa jalur yang ditempuh material saat pendinginan itu penting,” jelas Dhaoui. “Laju pendinginan dan waktu pada suhu tinggi dapat mengubah spesiasi kimia dan formasi partikelw.”
Percabangan nuklir
Pengujian lab menemukan bahwa ketiga elemen yang diteliti berperilaku berbeda. Uranium mengembun lebih awal, sementara serium mengembun dalam kisaran suhu yang mirip. Kimia kedua elemen ini bervariasi bergantung pada skenario pendinginan. Di sisi lain, sesium butuh rentag waktu lebih lama untuk mengembun dan lebih banyak berinteraksi dengan elemen lain ketika disimpan lebih lama pada suhu lebih tinggi.
“Hasil ini menyarankan bahwa pembentukan luruhan tidak hanya bergantung pada kapan elemen mengembun, tetapi juga pada bagaimana elemen berinteraksi secara kimiawi selama pendinginan,” jelas LLNL. Ini bertentangan dengan model etablas yang cenderung mempertimbangkan setiap elemen secara independen. Interaksi kompleks ini kemungkinan “esensial” untuk meningkatkan model prediktif dari proses yang relevan dengan luruhan nuklir, menurut jurnal tersebut.