1986年4月，世界经历了迄今为止最严重的核电事故，乌克兰切尔诺贝利核电站的一个反应堆发生了爆炸，50多吨放射性物质进入大气并随风扩散，远至法国都受到了影响。
当年的12月份，调查人员冒着危险来到灾难现场时，看到一幕怪异的景象：一堆灼热的熔岩状物质一路烧到事故发生地的地下室，最后在那里凝固。因为独特的形状和颜色，这个庞然大物被命名为“大象腿（Elephant’s Foot）”。
虽然这个名字听起来很温和，事实上人们在它上面检测到的辐射量相当高，几秒钟内就可以致人于死地。更可怕的是，直到今天“大象腿”对人仍然有致命的威胁。
这一切要从大爆炸事件说起。1986年4月26日清晨，前苏联最大的核电站切尔诺贝利核电站发生巨大爆炸，导致了这场灾难。
救援人员清理放射性材料
在一次安全设备测试中，由于操作不当，第四号反应堆内的铀堆芯出现过热，温度超过了2912华氏度（约1600摄氏度）。随后一连串的核反应引起了反应堆的爆炸，瞬间冲破了周围1000吨的混凝土和钢盖。
爆炸导致反应堆1660个压力管全部破裂，从而引发了第二次爆炸和火灾。最终使第四号反应堆具有放射性的堆芯暴露于外界，远至瑞典也检测到了过高的放射性物质。
检测第四号反应堆的辐射水平
接下来的时间里，核电站数十名工人和工程师因为暴露在辐射中，几周内便死亡了。许多人冒着生命危险控制爆炸和火灾，比如25岁的瓦西里·伊格纳坚科（Vasily Ignatenko），他在进入辐射区域三周后死亡。
甚至在事故发生几十年后，还有无数人因此患上了癌症等绝症。居住在爆炸地附近的数百万人也遭受了长期的健康缺陷，至今仍能在切尔诺贝利感受到辐射的影响。
研究人员对切尔诺贝利灾难的后续影响也进行了深入研究，包括野生动物在周围的红森林中再现，这种现象无疑是令人震惊的。
红森林的辐射标志
研究人员试图去评估这场灾难的更广泛影响，包括在核电站地下室发现的“大象腿”，那么这奇特的化学现象是如何形成的呢?
第四号反应堆过热时，熔化了其核心的铀燃料，产生的蒸汽炸毁了反应堆。热量、蒸汽和熔化的核燃料结合在一起，形成了100吨灼热的化学物质，从反应堆喷涌而出，并通过混凝土地面到达地下室，最终在那里凝固。
这种致命的熔岩状混合物因其形状和结构而被称为“大象腿”。
“大象腿”
“大象腿”中核燃料只占了很小的比例，其余部分是沙子、融化的混凝土和铀的混合物。这也被称为含燃料的类熔岩物质(LFCM)，目前科学家仍在继续研究。
这个奇特的结构是在切尔诺贝利灾难发生几个月后被发现的，据报道它现在仍然灼热无比。这些几英尺宽的化学物质存在很强的辐射，能够造成严重的副作用，甚至在几秒钟内就会致人死亡。
研究人员第一次测量时，“大象腿”的辐射水平高达1万伦琴每小时，这意味着一个小时的暴露量相当于450万次x光胸透。在这种环境中暴露30秒就会出现眩晕疲劳，2分钟会导致人体出血，5分钟或更久就会导致48小时内死亡。
尽管存在这些有风险，调查人员仍然设法记录并研究了它。他们发现这个大家伙相对致密，无法钻孔，但当调查人员用AKM步枪射击时发现它并非刀枪不入。
其中一个团队制作了简陋的轮式相机，可以在安全距离内拍摄大象的脚。不过早些时候的照片显示，研究人员在近距离拍摄照片，辐射专家阿图尔·科尔涅耶夫（Artur Korneyev）就是其中之一。
科尔涅耶夫和他的团队的任务是定位留在反应堆内的燃料并确定其辐射水平，他说：“有时我们会用铲子，有时我们会用靴子把放射性碎片踢到一边。”
现在“大象腿”发出的辐射已不如从前，但它仍然会对附近的人构成威胁。为了在不危及自身健康的前提下展开进一步研究，科研人员正试图在实验室中按照“大象腿”的化学组成制作复制品。
2020年，英国谢菲尔德大学的一个团队用贫铀成功构建了大象腿的微型模型，贫铀的放射性比天然铀低40%左右，通常用于生产坦克装甲和子弹。
对于正试图避免再次在无意中制造出这种放射性物质研究人员来说，这个复制品是一个巨大的突破。不过研究人员也提醒说，因为这个复制品与“大象腿”并不是完全一样的，任何基于它的研究都应该有所保留。
俄罗斯弗鲁姆金物理化学和电化学研究所的一位研究人员安德烈·谢耶夫（Andrei Shiryaev）把这种模拟比作“做真正的运动，玩电子游戏。”
“毫无疑问，对模拟材料的研究很重要，因为这更容易，而且能够满足大量实验的需求。”同时他也表示“人们应该实事求是地看待仅对模拟物进行研究的意义。”
据《科学》报道，乌克兰基辅核电站安全问题研究所（ISPNPP）的Anatolii Doroshenko近日在拆除反应堆讨论会上说，传感器追踪到一个人们无法进入的房间流出不断增加的中子，这是一种裂变反应的信号。“有很多不确定性。”ISPNPP的Maxim Saveliev说，“但我们不能排除事故的可能性。不过，中子数量正在缓慢上升，这表明管理人员仍有几年时间找出遏制威胁的方法。”
核废墟中自我维持的核裂变，或者说临界状态，长期以来一直困扰着切尔诺贝利核电站。1986年4月26日，当该核电站4号反应堆的部分堆芯熔化时，铀燃料棒、它们的锆包层、石墨控制棒以及倾倒在堆芯上试图灭火的沙子一起熔化成熔岩。放射性物质流入反应堆大厅的地下室，并硬化成所谓的含燃料材料（FCM），其中含有约170吨放射性铀，占原始燃料的95%。
一年后，相关部门建设了一座钢筋混凝土“避难所”存放4号反应堆“遗体”，它让雨水可以渗入。因为水减慢了中子的速度，从而增加了它们撞击和分裂铀核的几率。但暴雨有时会使中子计数飙升。
1990年6月的一场大雨之后，一位科学家冒着暴露于辐射的风险，进入受损的反应堆厅，在FCM上喷洒了硝酸钆溶液，这种溶液可以吸收中子。他和同事们都担心FCM可能变成临界。几年后，相关部门在“避难所”的房顶安装了硝酸钆喷洒器，但喷雾不能有效地渗透到一些地下室。
2016年，一座耗资15亿欧元的新安全设施封闭了“避难所”，以便稳定并最终拆除反应堆。新设施还可以阻挡雨水，自从被安置以来，“避难所”大部分区域的中子数一直稳定或在下降。
但在一些地方，相关数字开始慢慢上升，例如305/2号房间在4年里，中子数几乎翻了一番。ISPNPP的模型表明，燃料的干燥在某种程度上使中子在裂变铀核时更有效。“这是可信的数据，只是还不清楚机制是什么。”Hyatt说。
这一威胁不容忽视。随着水不断退去，人们担心“裂变反应会呈指数级加速”，Hyatt 说，这会导致“不受控制的核能释放”。
应对新威胁是一项艰巨的挑战。305/2号房间的辐射水平使人们无法靠近并安装传感器，也无法喷洒硝酸钆，因为它被埋在混凝土下面。一种想法是开发一种机器人，它可以长时间承受强辐射，在FCM上钻洞，插入硼柱，吸收中子。与此同时，ISPNPP还打算加强对其他两个领域的监控。
不过，复燃的核裂变反应并不是切尔诺贝利核电站保卫者面临的唯一挑战。由于被强辐射和高湿度包围，FCM正在瓦解——产生更多的放射性尘埃，使拆除“避难所”的计划复杂化。
By Natasha Ishak，唐一尘