الكوريوم (المفاعل النووي)

يختلف تركيب الكوريوم باختلاف تصميم المفاعل، وتحديدًا باختلاف المواد المستخدمة في قضبان التحكم، والمبرد، والمواد الهيكلية لوعاء المفاعل. وتوجد اختلافات بين الكوريوم في مفاعلات الماء المضغوط (PWR) ومفاعلات الماء المغلي (BWR).

عند ملامسته للماء، يشكّل كربيد البورون الساخن الناتج عن قضبان التحكم في مفاعل الماء المغلي أولًا أكسيد البورون والميثان ، ثم حمض البوريك . وقد يستمر البورون أيضًا في المساهمة في التفاعلات التي يُحدثها حمض البوريك في سائل التبريد الاحتياطي.

يتفاعل الزركونيوم الموجود في سبيكة الزيركالوي ، مع معادن أخرى، مع الماء مُنتجًا ثاني أكسيد الزركونيوم والهيدروجين . ويُعدّ إنتاج الهيدروجين خطرًا جسيمًا في حوادث المفاعلات النووية. ويؤثر التوازن بين البيئات الكيميائية المؤكسدة والمختزلة ، فضلًا عن نسبة الماء والهيدروجين، على تكوين المركبات الكيميائية. كما تؤثر الاختلافات في تطاير مواد قلب المفاعل على نسبة العناصر المنبعثة إلى العناصر غير المنبعثة. فعلى سبيل المثال، في جو خامل، لا تُطلق سبيكة الفضة-الإنديوم-الكادميوم المستخدمة في قضبان التحكم سوى الكادميوم تقريبًا. أما في وجود الماء، فيُشكّل الإنديوم أكسيد الإنديوم الأحادي وهيدروكسيد الإنديوم الأحادي المتطايرين ، واللذين قد يتبخران مُشكّلين رذاذًا من أكسيد الإنديوم الثلاثي . ويُثبّط جو غني بالهيدروجين أكسدة الإنديوم، مما يؤدي إلى انخفاض انبعاثاته. يمكن أن يتفاعل السيزيوم واليود من نواتج الانشطار لإنتاج يوديد السيزيوم المتطاير ، والذي يتكثف على شكل رذاذ. ^{[ 2 ]}

أثناء الانصهار النووي، ترتفع درجة حرارة قضبان الوقود، وقد تتشوه، في حالة غلاف الزركونيوم، إلى ما يزيد عن 700-900 درجة مئوية (1292-1652 درجة فهرنهايت) . إذا كان ضغط المفاعل منخفضًا، فإن الضغط داخل قضبان الوقود يؤدي إلى تمزق غلاف قضيب التحكم. تدفع ظروف الضغط العالي الغلاف نحو كريات الوقود، مما يعزز تكوين خليط يوتكتيكي من ثاني أكسيد اليورانيوم والزركونيوم بنقطة انصهار تتراوح بين 1200-1400 درجة مئوية (2190-2550 درجة فهرنهايت) . يحدث تفاعل طارد للحرارة بين البخار والزركونيوم، والذي قد ينتج حرارة كافية للاستمرار الذاتي دون الحاجة إلى حرارة الاضمحلال الإشعاعي. ينطلق الهيدروجين بكمية تقارب 0.5 متر ^مكعب (18 قدمًا مكعبًا ) (عند درجة الحرارة والضغط العاديين) لكل كيلوغرام من الزركونيوم المؤكسد. قد يحدث تقصف الهيدروجين في مواد المفاعل، وقد تنطلق نواتج انشطار متطايرة من قضبان الوقود المتضررة. بين 1300 و1500 درجة مئوية (2370 و2730 درجة فهرنهايت) ، تنصهر سبيكة الفضة-الإنديوم-الكادميوم المكونة لقضبان التحكم، مصحوبةً بتبخر غلافها. عند 1800 درجة مئوية (3270 درجة فهرنهايت) ، تنصهر أكاسيد الغلاف وتبدأ بالتدفق. عند 2700-2800 درجة مئوية (4890-5070 درجة فهرنهايت)، تنصهر قضبان وقود أكسيد اليورانيوم، وينهار هيكل قلب المفاعل وشكله الهندسي. قد يحدث هذا عند درجات حرارة أقل في حال تشكل تركيبة يوتكتيكية من أكسيد اليورانيوم والزركونيوم. عند هذه النقطة، يصبح الكوريوم خالياً تقريباً من المكونات المتطايرة غير المرتبطة كيميائياً، مما يؤدي إلى انخفاض مماثل في إنتاج الحرارة (بحوالي 25%) نتيجة لإعادة توزيع النظائر المتطايرة. ^{[ 1 ] [ 3 ]}             

قد تصل درجة حرارة الكوريوم إلى 2400 درجة مئوية (4350 درجة فهرنهايت) في الساعات الأولى بعد الانصهار، وقد تتجاوز 2800 درجة مئوية (5070 درجة فهرنهايت) . ويمكن أن ينطلق قدر كبير من الحرارة نتيجة تفاعل المعادن (وخاصة الزركونيوم) الموجودة في الكوريوم مع الماء. وقد يؤدي غمر كتلة الكوريوم بالماء، أو سقوطها في بركة ماء، إلى ارتفاع حاد في درجة الحرارة وإنتاج كميات كبيرة من الهيدروجين، مما قد يتسبب في ارتفاع حاد في الضغط داخل وعاء الاحتواء. ويمكن أن يؤدي انفجار البخار الناتج عن هذا التلامس المفاجئ بين الكوريوم والماء إلى تشتيت المواد وتكوين مقذوفات قد تُلحق الضرر بوعاء الاحتواء عند الاصطدام. ويمكن أن يتسبب احتراق الهيدروجين المنطلق في ارتفاعات لاحقة في الضغط. ويمكن تقليل مخاطر الانفجار باستخدام مُعيدات تركيب الهيدروجين التحفيزية . ^{[ 4 ]}    

يُعدّ استئناف التفاعل النووي المحفز بالنيوترونات لفترة وجيزة في أجزاء من الكوريوم احتمالًا نظريًا ولكنه بعيد المنال مع وقود المفاعلات التجارية، نظرًا لانخفاض نسبة التخصيب وفقدان المُهدِّئ. ويمكن الكشف عن هذه الحالة من خلال وجود نواتج انشطار قصيرة العمر بعد فترة طويلة من الانصهار، بكميات تفوق بكثير ما يمكن أن يكون متبقيًا من المفاعل قبل الانصهار أو ناتجًا عن انشطار تلقائي للأكتينيدات المتولدة في المفاعل. ^{[ 1 ]}

بدون تبريد كافٍ، ترتفع درجة حرارة المواد داخل وعاء المفاعل وتتشوه نتيجة التمدد الحراري ، وينهار هيكل المفاعل بمجرد وصول درجة الحرارة إلى نقطة انصهار مواده الإنشائية. يتراكم الكوريوم المنصهر حينها في قاع وعاء المفاعل . في حالة التبريد الكافي للكوريوم، قد يتصلب ويقتصر الضرر على المفاعل نفسه. قد ينصهر الكوريوم أيضًا عبر وعاء المفاعل ويتدفق للخارج أو يُقذف كتيار منصهر بفعل الضغط داخله. قد يحدث انهيار وعاء المفاعل نتيجة تسخين قاعه بفعل الكوريوم، مما يؤدي أولًا إلى انهيار الزحف ثم إلى تمزق الوعاء. يمكن لتبريد الوعاء بكمية كافية من الماء من أعلى طبقة الكوريوم أن يحقق توازنًا حراريًا دون درجة حرارة زحف المعدن، دون حدوث انهيار. ^{[ 5 ]}

إذا تم تبريد الوعاء بدرجة كافية، فقد تتشكل قشرة بين منصهر الكوريوم وجدار المفاعل. قد تُنشئ طبقة الفولاذ المنصهر أعلى الأكسيد منطقةً ذات انتقال حراري متزايد إلى جدار المفاعل؛ هذه الحالة، المعروفة باسم "السكين الحراري"، تزيد من احتمالية حدوث ضعف موضعي في جانب وعاء المفاعل وما يتبعه من تسرب للكوريوم. ^{[ 1 ]}

في حالة الضغط العالي داخل وعاء المفاعل، قد يؤدي اختراق قاعه إلى انفجار كتلة الكوريوم تحت ضغط عالٍ. في المرحلة الأولى، يُقذف المنصهر فقط؛ لاحقًا، قد يتشكل انخفاض في مركز الثقب، وينطلق الغاز مع المنصهر مصحوبًا بانخفاض سريع في الضغط داخل وعاء المفاعل؛ كما تتسبب درجة حرارة المنصهر العالية في تآكل سريع وتوسع الثقب في الوعاء. إذا كان الثقب في مركز القاع، فمن الممكن قذف معظم الكوريوم. أما إذا كان الثقب في جانب الوعاء، فقد يؤدي إلى قذف جزئي فقط للكوريوم، مع بقاء جزء منه داخل وعاء المفاعل. ^{[ 6 ]} قد يستغرق اختراق وعاء المفاعل من بضع عشرات من الدقائق إلى عدة ساعات.

بعد اختراق وعاء المفاعل، تتحكم الظروف في تجويف المفاعل أسفل القلب في إنتاج الغازات اللاحقة. ففي حال وجود الماء، يتولد البخار والهيدروجين؛ أما الخرسانة الجافة فتؤدي إلى إنتاج ثاني أكسيد الكربون وكمية أقل من البخار. ^{[ 7 ]}

ينتج عن التحلل الحراري للخرسانة بخار الماء وثاني أكسيد الكربون ، اللذان قد يتفاعلان لاحقًا مع المعادن الموجودة في المصهور، مؤكسدين المعادن ومختزلين الغازات إلى هيدروجين وأول أكسيد الكربون . يُعد تحلل الخرسانة وتطاير مكوناتها القلوية عملية ماصة للحرارة. تتكون الهباءات الجوية المنبعثة خلال هذه المرحلة بشكل أساسي من مركبات السيليكون المشتقة من الخرسانة؛ أما العناصر المتطايرة الأخرى، مثل السيزيوم، فقد تكون مرتبطة بسيليكات غير متطايرة وغير قابلة للذوبان . ^{[ 2 ]}

تحدث عدة تفاعلات بين الخرسانة ومصهور الكوريوم. ينطلق الماء الحر والماء المرتبط كيميائيًا من الخرسانة على شكل بخار. يتحلل كربونات الكالسيوم ، منتجًا ثاني أكسيد الكربون وأكسيد الكالسيوم . يتغلغل الماء وثاني أكسيد الكربون في كتلة الكوريوم، مؤكسدين المعادن غير المؤكسدة الموجودة فيه تفاعلًا طاردًا للحرارة، ومنتجين غازي الهيدروجين وأول أكسيد الكربون؛ وقد ينتج عن ذلك كميات كبيرة من الهيدروجين. ينصهر أكسيد الكالسيوم والسيليكا والسيليكات وتختلط بالكوريوم. يمكن أن تستقر مرحلة الأكسيد، التي تتركز فيها نواتج الانشطار غير المتطايرة، عند درجات حرارة تتراوح بين 1300 و1500 درجة مئوية (2370-2730 درجة فهرنهايت) لفترة طويلة. قد تتشكل طبقة من المعدن المنصهر الأكثر كثافة، لتشكل سطحًا فاصلًا بين الأكاسيد والخرسانة في الأسفل، مما يبطئ تغلغل الكوريوم ويتصلب في غضون ساعات قليلة. تُنتج طبقة الأكسيد الحرارة بشكل أساسي عن طريق حرارة التحلل، بينما يُعد التفاعل الطارد للحرارة مع الماء المنطلق من الخرسانة المصدر الرئيسي للحرارة في الطبقة المعدنية. ويستهلك تحلل الخرسانة وتطاير مركبات المعادن القلوية كمية كبيرة من الحرارة. ^{[ 2 ]}  

تستمر مرحلة التآكل السريع للطبقة الخرسانية الأساسية لمدة ساعة تقريبًا، وتمتد إلى عمق متر واحد تقريبًا، ثم تتباطأ إلى بضعة سنتيمترات في الساعة، وتتوقف تمامًا عندما تبرد المادة المنصهرة إلى ما دون درجة حرارة تحلل الخرسانة (حوالي 1100 درجة مئوية [2010 درجة فهرنهايت] ). قد يحدث الذوبان الكامل في غضون أيام قليلة حتى عبر عدة أمتار من الخرسانة؛ ثم يتغلغل الكوريوم عدة أمتار في التربة الأساسية، وينتشر، ويبرد، ويتصلب. ^{[ 3 ]}  

أثناء تفاعل الكوريوم مع الخرسانة، قد تصل درجات الحرارة إلى مستويات عالية جدًا. تتشكل خلال هذه المرحلة رذاذات أقل تطايرًا من الباريوم والسيريوم واللانثانوم والسترونتيوم، بالإضافة إلى نواتج انشطار أخرى، وتُدخل إلى مبنى الاحتواء في وقت تكون فيه معظم الرذاذات الأولية قد ترسبت بالفعل. ينطلق التيلوريوم مع تقدم تحلل تيلوريد الزركونيوم. تعمل فقاعات الغاز المتدفقة عبر المصهور على تعزيز تكوين الرذاذات. ^{[ 2 ]}

إنّ الديناميكا الحرارية لتفاعلات الكوريوم مع الخرسانة (CCI، أو MCCI، "تفاعلات اللب المنصهر مع الخرسانة") مفهومةٌ بشكلٍ كافٍ. ^{[ 8 ]} ومع ذلك، فإنّ ديناميكيات حركة الكوريوم داخل وخارج وعاء المفاعل معقدةٌ للغاية، وعدد السيناريوهات المحتملة واسعٌ؛ إذ يمكن أن يؤدي التقطير البطيء للمصهور في بركة ماءٍ تحته إلى تبريدٍ كامل، بينما قد يؤدي التلامس السريع لكتلةٍ كبيرةٍ من الكوريوم مع الماء إلى انفجارٍ بخاريٍّ مدمر. وقد يُحتجز الكوريوم بالكامل داخل وعاء المفاعل، أو قد ينصهر أرضية المفاعل أو بعض فتحات اختراق الأجهزة. ^{[ 9 ]}

يمكن تقييم الحمل الحراري للكوريوم على الأرضية أسفل وعاء المفاعل بواسطة شبكة من مجسات الألياف الضوئية المدمجة في الخرسانة. وتُستخدم ألياف السيليكا النقية لأنها أكثر مقاومة لمستويات الإشعاع العالية. ^{[ 10 ]}

تتضمن بعض تصاميم مباني المفاعلات، مثل مفاعل EPR ، مناطق مخصصة لتوزيع الكوريوم ( مصائد القلب )، حيث يمكن أن يترسب المنصهر دون ملامسة الماء ودون تفاعل مفرط مع الخرسانة. ^{[ 11 ]} لاحقًا فقط، عندما تتشكل قشرة على المنصهر، يمكن إضافة كميات محدودة من الماء لتبريد الكتلة. ^{[ 4 ]}

يبدو أن المواد القائمة على ثاني أكسيد التيتانيوم وأكسيد النيوديميوم (III) أكثر مقاومة للكوريوم من الخرسانة. ^{[ 12 ]}

يمكن أن يؤدي ترسب الكوريوم على السطح الداخلي لوعاء الاحتواء، على سبيل المثال عن طريق القذف عالي الضغط من وعاء ضغط المفاعل، إلى فشل الاحتواء بسبب التسخين المباشر للاحتواء (DCH).

خلال حادثة جزيرة ثري مايل ، حدث انصهار جزئي بطيء لقلب المفاعل. انصهر حوالي 19,000 كيلوغرام من المواد وانتقلت إلى مكان آخر في غضون دقيقتين تقريبًا، أي بعد حوالي 224 دقيقة من إيقاف تشغيل المفاعل . تشكلت بركة من الكوريوم في قاع وعاء المفاعل، لكن الوعاء لم يتضرر. ^{[ 13 ]} تراوح سمك طبقة الكوريوم المتصلب بين 5 و45 سم. 

تم الحصول على عينات من المفاعل. وُجدت كتلتان من الكوريوم، إحداهما داخل مجموعة الوقود، والأخرى على الجزء السفلي من وعاء المفاعل. كانت العينات رمادية باهتة بشكل عام، مع وجود بعض المناطق الصفراء.

وُجد أن الكتلة متجانسة، وتتألف أساسًا من وقود منصهر وغلاف. وكان تركيبها العنصري حوالي 70% وزنًا من اليورانيوم ، و13.75% وزنًا من الزركونيوم، و13% وزنًا من الأكسجين ، أما الباقي فكان من الفولاذ المقاوم للصدأ والإنكونيل المدمجين في المصهور. وأظهرت البقايا المتناثرة محتوىً أقل من اليورانيوم (حوالي 65% وزنًا) ومحتوىً أعلى من المعادن الإنشائية. وقُدِّرت حرارة اضمحلال الكوريوم بعد 224 دقيقة من الإيقاف الطارئ بـ 0.13 واط/غرام، وانخفضت إلى 0.096 واط/غرام بعد 600 دقيقة من الإيقاف الطارئ. ولم تُلاحظ الغازات النبيلة، السيزيوم واليود، مما يدل على تطايرها من المادة الساخنة. وكانت العينات مؤكسدة بالكامل، مما يدل على وجود كميات كافية من البخار لأكسدة جميع الزركونيوم المتاح.

احتوت بعض العينات على كمية ضئيلة من المعدن المنصهر (أقل من 0.5%)، مكونة من الفضة والإنديوم (من قضبان التحكم ). وُجدت مرحلة ثانوية مكونة من أكسيد الكروم الثلاثي في ​​إحدى العينات. احتوت بعض الشوائب المعدنية على الفضة دون الإنديوم، مما يشير إلى درجة حرارة عالية كافية لتسبب تطاير كل من الكادميوم والإنديوم. تأكسدت جميع المكونات المعدنية تقريبًا، باستثناء الفضة، تأكسدًا كاملًا؛ حتى الفضة تأكسدت في بعض المناطق. من المحتمل أن تكون الشوائب الغنية بالحديد والكروم ناتجة عن فوهة منصهرة لم يتوفر لها الوقت الكافي للانتشار في المعدن المنصهر.

تراوحت الكثافة الظاهرية للعينات بين 7.45 و9.4 غ/سم³ ⁽ بينما تبلغ كثافة أكسيد اليورانيوم ( _UO₂) وأكسيد الزركونيوم (ZrO₂ _{) 10.4 و5.6 غ/} ^سم³ على التوالي ). وتراوحت مسامية العينات بين 5.7% و32%، بمتوسط ​​18±11%. وُجدت مسامية مترابطة مخططة في بعض العينات، مما يشير إلى أن الكوريوم كان سائلاً لفترة كافية لتكوين فقاعات البخار أو المواد الهيكلية المتبخرة وانتقالها عبر المصهور. ويشير المحلول الصلب المتجانس (U,Zr) _O₂ إلى أن درجة حرارة ذروة المصهور تتراوح بين 2600 و2850 درجة مئوية (4710 و5160 درجة فهرنهايت) .  

تُظهر البنية المجهرية للمادة المتصلبة طورين: (U,Zr)O₂ _و (Zr,U)O₂ _. وُجد الطور الغني بالزركونيوم حول المسام وعلى حدود الحبيبات، ويحتوي على بعض الحديد والكروم على شكل أكاسيد. يشير هذا الانفصال الطوري إلى تبريد تدريجي بطيء بدلاً من التبريد السريع، والذي يُقدّر، بناءً على نوع الانفصال الطوري، بين 3 و72 ساعة. ^{[ 14 ]}

تشكلت أكبر كميات معروفة من الكوريوم خلال كارثة تشيرنوبيل . ^{[ 15 ]} تسربت الكتلة المنصهرة من قلب المفاعل أسفل وعاء المفاعل، وتصلبت الآن على شكل صواعد وهوابط وتدفقات حمم بركانية؛ وأشهر هذه التكوينات هو " قدم الفيل "، الموجود أسفل قاع المفاعل في ممر الكابلات. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

تشكل الكوريوم في ثلاث مراحل.

• استمرت المرحلة الأولى لبضع ثوانٍ فقط، حيث تجاوزت درجات الحرارة محليًا 2600 درجة مئوية (4710 درجة فهرنهايت) ، وتشكل خلالها منصهر أكسيد الزركونيوم واليورانيوم من 30% فقط من اللب. وأظهر فحص جسيم ساخن تشكل طوري Zr-UO وUOₓ _{- Zr؛ وشكل غلاف} النيوبيوم الزركونيومي بسمك 0.9 مم طبقات متتالية من UOₓ _، وUOₓ ₊ Zr، وZr-UO، وZr(O) المعدني، وثاني أكسيد الزركونيوم. وُجدت هذه الأطوار منفردة أو مجتمعة في الجسيمات الساخنة المتناثرة من اللب. ^{[ 18 ]}  
• تميزت المرحلة الثانية، التي استمرت ستة أيام، بتفاعل المصهور مع مواد البناء السيليكاتية - الرمل والخرسانة والسربنتينيت . وقد أُثري الخليط المنصهر بالسيليكا والسيليكات .
• ثم تلتها المرحلة الثالثة، حيث حدث ترقق للوقود واخترق المصهور الطوابق السفلية وتصلب هناك. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}

يتكون الكوريوم في تشيرنوبيل من وقود ثاني أكسيد اليورانيوم الخاص بالمفاعل، وغلافه المصنوع من الزيركالوي، والخرسانة المنصهرة، بالإضافة إلى مواد أخرى داخل المفاعل وتحته، وصخور السربنتينيت المتحللة والمنصهرة التي كانت تُغلف المفاعل كعازل حراري. وقد أظهرت التحليلات أن الكوريوم سُخّن إلى درجة حرارة قصوى بلغت 2255 درجة مئوية (4091 درجة فهرنهايت) ، وظل فوق 1660 درجة مئوية (3020 درجة فهرنهايت) لمدة أربعة أيام على الأقل. ^{[ 23 ]}    

استقر الكوريوم المنصهر في قاع عمود المفاعل، مُشكِّلاً طبقة من حطام الجرافيت على سطحه. بعد ثمانية أيام من الانصهار، اخترق المنصهر الدرع البيولوجي السفلي وانتشر على أرضية غرفة المفاعل، مُطلقًا النويدات المشعة. وانطلقت المزيد من الإشعاعات عند ملامسة المنصهر للماء. ^{[ 24 ]}

توجد ثلاثة أنواع مختلفة من الحمم البركانية في المستويات الفرعية للمفاعل في مبنى المفاعل: سوداء، وبنية، وسيراميكية مسامية . وهي عبارة عن زجاج سيليكاتي يحتوي على شوائب من مواد أخرى. الحمم المسامية هي حمم بنية سقطت في الماء، مما أدى إلى تبريدها بسرعة.

أثناء عملية التحلل الإشعاعي لمياه حوض تخفيف الضغط أسفل مفاعل تشيرنوبيل، تشكل بيروكسيد الهيدروجين _. وتؤكد فرضية تحول مياه الحوض جزئيًا إلى H₂O₂ _تحديد المعادن البلورية البيضاء ستودتيت وميتا ستودتيت في حمم تشيرنوبيل، ^{[ 25 ] [ 26 ]} وهما المعدنان الوحيدان اللذان يحتويان على البيروكسيد. ^{[ 27 ]}

تتكون الكوريومات من مصفوفة زجاجية سيليكاتية غير متجانسة للغاية مع شوائب. وتوجد أطوار متميزة:

• أكاسيد اليورانيوم ، من كريات الوقود
• أكاسيد اليورانيوم مع الزركونيوم (UO _x +Zr)
• Zr-UO
• ثاني أكسيد الزركونيوم مع اليورانيوم
• سيليكات الزركونيوم مع ما يصل إلى 10% من اليورانيوم كمحلول صلب، (Zr,U)SiO ₄ ، وتسمى تشيرنوبيليت
• الزجاج المحتوي على اليورانيوم، مادة مصفوفة الزجاج نفسها؛ بشكل رئيسي ألومينوسيليكات الكالسيوم مع كمية صغيرة من أكسيد المغنيسيوم وأكسيد الصوديوم وثاني أكسيد الزركونيوم ^{[ 28 ]}
• المعدن، الموجود على شكل طبقات متصلبة وعلى شكل شوائب كروية من سبيكة Fe-Ni-Cr في الطور الزجاجي ^{[ 18 ]}

يمكن تحديد خمسة أنواع من المواد في كوريوم تشيرنوبيل: ^{[ 29 ]}

• الخزف الأسود ، مادة سوداء تشبه الزجاج، سطحها مليء بالتجاويف والمسامات. يوجد عادةً بالقرب من أماكن تكوّن الكوريوم. يحتوي نوعان منه على حوالي 4-5% و7-8% من اليورانيوم وزناً.
• الخزف البني ، مادة بنية تشبه الزجاج، عادةً ما تكون لامعة ولكنها قد تكون باهتة أيضاً. توجد عادةً على طبقة من معدن منصهر متصلب. تحتوي على العديد من الكرات المعدنية الصغيرة جداً. تحتوي على 8-10% وزناً من اليورانيوم. الخزف متعدد الألوان يحتوي على 6-7% من الوقود. ^{[ 30 ] [ 31 ]}
• حبيبات كوريوم تشبه الخبث ، حبيبات زجاجية غير منتظمة الشكل رمادية أرجوانية إلى بنية داكنة ذات قشرة. تتشكل نتيجة التلامس المطول للخزف البني مع الماء، وتوجد في أكوام كبيرة في كلا مستويي حوض تخفيف الضغط.
• الخفاف ، وهو عبارة عن تكوينات مسامية رمادية بنية اللون تشبه الخفاف الهش ، تتكون من الكوريوم البني المنصهر الذي يتفاعل مع البخار عند غمره في الماء. يتواجد في حوض تخفيف الضغط على شكل أكوام كبيرة بالقرب من فتحات الحوض، حيث تحمله تيارات المياه لكونه خفيفًا بما يكفي للطفو. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}
• معدن ، منصهر ومتصلب. يتواجد في الغالب في ممرات توزيع البخار على OTM +6.0. كما يوجد على شكل شوائب كروية صغيرة في جميع المواد القائمة على الأكاسيد المذكورة أعلاه. لا يحتوي على وقود بحد ذاته، ولكنه يحتوي على بعض نواتج الانشطار المعدني ، مثل الروثينيوم-106 .

تراكم قلب المفاعل المنصهر في الغرفة 305/2 حتى وصل إلى حواف صمامات تخفيف الضغط البخاري، ثم هاجر نزولًا إلى ممر توزيع البخار 210/7 كجزء من التدفق الرأسي الكبير، وإلى الغرفة 210/6 كجزء من التدفق الرأسي الصغير. كما انكسر أو احترق مخترقًا الغرفة 304/3 كجزء من التدفق الأفقي الكبير. ^{[ 31 ]} تدفق الكوريوم من المفاعل في ثلاثة تيارات. يتكون التيار الأول، وهو التدفق الرأسي الكبير، من حمم بركانية بنية اللون وفولاذ منصهر؛ وشكّل الفولاذ طبقة على أرضية ممر توزيع البخار 210/7، في المستوى +6، مع وجود الكوريوم البني فوقها. من هذه المنطقة، تدفق الكوريوم البني عبر قنوات توزيع البخار إلى حوض تخفيف الضغط 012/15 في المستوى +3، وإلى الحوض 012/7 في المستوى 0، مُشكِّلًا هناك تكوينات مسامية تشبه الخبث. كان التيار الثاني، وهو التيار العمودي الصغير، مكونًا من حمم بركانية سوداء، ودخل الجانب الآخر من ممر توزيع البخار في الغرفة 210/6. أما التيار الثالث، وهو التيار الأفقي الكبير، فكان أيضًا مكونًا من حمم بركانية سوداء، وتدفق إلى مناطق أخرى أسفل المفاعل عبر احتراق مترين (6.6 قدم) من الخرسانة من غرفة المفاعل الفرعي 305/2 إلى 304/3. ويتكون هيكل "قدم الفيل" الشهير من طنين متري من الحمم البركانية السوداء، ^{[ 18 ]} مشكلاً بنية متعددة الطبقات تشبه لحاء الشجر، ويقع في ممر الكابلات 217/2. هذه المادة شديدة الإشعاع وصلبة وقوية، ولم يكن من الممكن استخدام أنظمة التحكم عن بُعد بسبب الإشعاع العالي الذي يتداخل مع الإلكترونيات. ^{[ 35 ]}

كان صهر تشيرنوبيل صهراً سيليكاتياً يحتوي على شوائب من طوري الزركونيوم واليورانيوم ، وفولاذ منصهر، ومستويات عالية من سيليكات الزركونيوم واليورانيوم ( التشيرنوبليت ، وهو معدن صناعي أسود وأصفر ^{[ 36 ]} ). يتكون تدفق الحمم البركانية من أكثر من نوع واحد من المواد، فقد عُثر على حمم بركانية بنية اللون ومادة خزفية مسامية. تختلف نسبة اليورانيوم إلى الزركونيوم اختلافاً كبيراً في أجزاء مختلفة من المادة الصلبة؛ ففي الحمم البركانية البنية، وُجد طور غني باليورانيوم بنسبة U:Zr تتراوح بين 19:3 و19:5 تقريباً. أما الطور الفقير باليورانيوم في الحمم البركانية البنية، فتبلغ نسبة U:Zr فيه حوالي 1:10 ^{[ 37 ]} . ومن الممكن، من خلال فحص طوري الزركونيوم واليورانيوم، تحديد التاريخ الحراري للخليط. يمكن إثبات أنه قبل الانفجار، كانت درجة الحرارة في جزء من النواة أعلى من 2000 درجة مئوية، بينما كانت درجة الحرارة في بعض المناطق أعلى من 2400-2600 درجة مئوية (4350-4710 درجة فهرنهايت) .  

يتكون تركيب بعض عينات الكوريوم على النحو التالي: ^{[ 38 ]}

تسبب زلزال وتسونامي توهوكو في 11 مارس/آذار 2011 في وقوع حوادث نووية متعددة ، كان أسوأها كارثة فوكوشيما دايتشي النووية . بعد حوالي ثمانين دقيقة من وقوع التسونامي ، وصلت درجات الحرارة داخل الوحدة الأولى من محطة فوكوشيما دايتشي للطاقة النووية إلى أكثر من 2300 درجة مئوية، مما أدى إلى انصهار هياكل تجميع الوقود وقضبان التحكم والوقود النووي وتحوله إلى الكوريوم. (لم يتم تحديد الطبيعة الفيزيائية للوقود المتضرر بشكل كامل، ولكن يُفترض أنه انصهر). تم تفعيل نظام تبريد عزل قلب المفاعل (RCIC) بنجاح للوحدة الثالثة؛ إلا أن هذا النظام تعطل لاحقًا، وفي حوالي الساعة التاسعة صباحًا من يوم 13 مارس/آذار، انصهر الوقود النووي وتحول إلى الكوريوم. ^{[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]} احتفظت الوحدة 2 بوظائف RCIC لفترة أطول قليلاً، ويُعتقد أن الكوريوم لم يبدأ بالتجمع على أرضية المفاعل حتى حوالي الساعة 18:00 من يوم 14 مارس. ^{[ 48 ]} تعتقد شركة طوكيو للطاقة الكهربائية (TEPCO) أن مجموعة الوقود سقطت من وعاء الضغط إلى أرضية وعاء الاحتواء الرئيسي، وأنها عثرت على حطام وقود على أرضية وعاء الاحتواء الرئيسي. ^{[ 49 ]}

في سبتمبر 2024، بدأت شركة طوكيو للطاقة الكهربائية (تيبكو) محاولة لاستخراج ثلاثة غرامات من الكوريوم باستخدام ذراع آلية. وقد سبق تطوير وبناء ذراع آلية مصممة لتحمل الإشعاع الشديد، واستغرق ذلك من أربع إلى خمس سنوات. ^{[ 50 ]}