核事故发生后，核素会与周围有害物质和土壤混合，当这种混合物回落至地面时，形成的核辐射尘埃可造成持久损害。由于实际条件限制，现有辐射尘埃模型难以全面描述这些过程。美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)研究人员近期在等离子流反应堆中成功制造了小型核辐射尘埃火球模型，为研究这一问题提供了新方法，相关成果已发表于《分析化学》期刊。
研究团队对等离子流反应器进行了改造，可自由设定不同温度和氧逸度，模拟核事故后火球膨胀并与空气混合、进而产生核辐射尘埃的过程。实验重点模拟了火球冷却并凝固形成微小固体颗粒的环节，设置了两种方案：一种使温度持续下降，另一种在快速冷却前将温度保持在约1127℃。
实验结果显示，所研究的元素表现出不同行为。铀较早冷凝，铯的冷凝温度范围相近，两者的化学性质均随冷却条件不同而变化。铯的冷凝速度较慢，在高温下保持时间更长，与其他元素的反应也更为强烈。
该研究第一作者、劳伦斯利弗莫尔国家实验室科学家拉基亚·达维表示，通过在受控系统中研究这些过程，可以用测量结果取代假设，改进核碎片解释模型，并在关键时刻为决策提供支持。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室指出，沉降物的形成不仅取决于元素何时凝结，还取决于冷却过程中元素如何发生化学反应，而现有模型往往单独考虑各元素，这些复杂的相互关联对改进核沉降物预测模型具有重要参考价值。
