Adakah teka-teki ruthenium-106 terungkap?

Adakah teka-teki ruthenium-106 terungkap?

Natalia Demina, Boris Zhuikov
"Trinity Option" № 3 (247), 13 Februari 2018

Natalia Demina

Natalia Demina

Lihat juga bahan-bahan terdahulu mengenai topik ini: "Mana mungkin rutenium berasal", "Komisi bebas diperlukan" (kesimpulan B. Zhuikov pada penghujung tahun 2017), "Ruthenium misterius" (laporan dari sidang akhbar Rosatom dan wakil "Mayak" ), jawapan daripada Boris Zhuikov kepada soalan baru pembaca akhbar.

Tidak ada rahsia yang tidak akan jelas dengan masa. 2 Februari 2018 akhbar Perancis Le figaro menerbitkan hasil penyiasatan kebocoran ruthenium-106 [1]. Merujuk kepada pendapat ahli fizik nuklear Perancis, akhbar itu mengemukakan versi bahawa sumber pembebasan itu, bagaimanapun, adalah Mayak, tetapi ini berlaku akibat daripada prestasi kerja di bawah kontrak yang berkaitan dengan eksperimen penyelidikan saintifik asing.

Adakah artikel di Le Figaro menamatkan kes rutenium?

Menurut Figaro, pada Mayak, cerium-144 dihasilkan oleh perintah Komisariat Perancis untuk Tenaga Atom dan Alternatif (Komisiariat dan Alternatif Alternatif, CEA) dan Institut Nasional Fisika Nuklear Itali (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN).

Pada tahun 2012, dua institut menerima geran berjumlah 5 juta euro dari Majlis Penyelidikan Eropah (European ResearchMajlis, ERC) untuk melakukan eksperimen baru dengan pengesan yang sudah sedia ada yang sangat sensitif "Borexino" (Borexino), dengan bantuan neutrino dan antineutrinos matahari dari pedalaman bumi sebelum ini dipelajari di makmal bawah tanah di pegunungan Gran Sasso (Itali). Projek ini akan bermula pada 2017 dan akan selesai dalam tempoh dua tahun; mungkin ini akan membuka era baru dalam fizik zarah dan kosmologi [2]. Projek itu melibatkan saintis Rusia dari pusat penyelidikan terkemuka.

Untuk projek SOX (Jarak Jauh Jarak Neutrino dengan boreXino), satu sumber tiruan antineutrino diperlukan – sebuah radionuklida cerium-144, yang dihasilkan oleh Mayak. Ternyata, eksperimen itu berakhir dengan kegagalan. Adalah mungkin bahawa pelepasan ruthenium-106 pada akhir September 2017 adalah berkaitan dengan perlakuan kerja-kerja ini.

Fakta yang diketahui adalah seperti berikut. Pada 1 Februari 2018, projek SOX ditamatkan "disebabkan ketidakupayaan untuk menghasilkan sumber radioaktif dengan ciri-ciri yang diperlukan" [3]. Dalam siaran akhbar projek itu, diperhatikan bahawa pada bulan Disember 2017, Mayak mengumumkan bahawa ia tidak akan dapat menghasilkan radikaluklida cerium-144 daripada kualiti dan kuantiti yang diperlukan, yang akan memainkan peranan penting dalam projek SOX.

Secara harfiah dua hari sebelum itu, pada 31 Januari 2018, mesyuarat pertama Suruhanjaya Bebas Antarabangsa untuk mengkaji kemunculan isotop Ru-106 di Eropah pada September-Oktober 2017 telah diadakan di Institut Masalah Pengembangan Keselamatan Tenaga Nuklear dari Akademi Sains Rusia (IBRAE RAS).

Pakar keselamatan radiasi terkemuka, baik Rusia dan asing, terlibat dalam komisen ini. Khususnya, pakar-pakar dari perkhidmatan pemantauan Perancis dan Jerman (ISRN dan BFS) mengambil bahagian dalam kerja. Pada Oktober 2017, mereka adalah yang pertama melaporkan pengesanan kebocoran ruthenium dan menyediakan pengiraan model yang menunjukkan sumber pelepasan.

Sebelum ini, berdasarkan simulasi komputer, pakar Perancis mencadangkan pelepasan radioaktif berlaku di Rusia – di antara Volga dan Ural, dan jumlah ruthenium-106 di titik pelepasan adalah dari 100 hingga 300 terabekkerel (TBk). Pakar Jerman, sebaliknya, mencadangkan bahawa pembebasan itu berlaku di suatu tempat di selatan Ural, bagaimanapun, membuat tempahan, ini mungkin berlaku di tempat lain di selatan Rusia atau di Kazakhstan. Salah satu suspek utama dalam kebocoran ialah persatuan pengeluaran "Mayak", yang terletak di selatan Ural.

Hasil pertama kerja komisi antarabangsa telah diterbitkan dalam siaran akhbar di situs web IBRAE RAN, yang nampaknya menjadi hasil dari diskusi dan kompromi yang panjang. Suruhanjaya menyatakan bahawa, berdasarkan data yang ada, apa-apa akibat kesihatan awam dikecualikan. Hipotesis tentang asal-usul "perubatan" Ru-106 – sebagai sumber perubatan, terapeutik – tidak praktikal (tiada apa yang dikatakan tentang versi mengenai satelit – bagaimanapun, ia ditolak oleh IAEA sebelum ini).

Suruhanjaya ruthenium antarabangsa telah menerbitkan penemuan pertama. Dari laman web ibrae.ac.ru

Suruhanjaya, berdasarkan pengukuran yang diambil di Rusia dan negara-negara Eropah yang lain, menyimpulkan bahawa jumlah aktiviti Ru-106, yang dikesan di udara dari akhir September hingga awal Oktober 2017, adalah kira-kira 100 TBq. Pengiraan model yang dilakukan di negara-negara yang berbeza konsisten dengan satu sama lain, tetapi disebabkan oleh ketidakpastian yang besar, pada masa ini tidak mungkin untuk membuat kesimpulan mengenai lokasi sebenar sumber ruthenium.

Dalam kesimpulan komisi itu, diperhatikan bahawa di beberapa negara terdapat campuran kecil Ru-103 yang terdapat di Ru-106. Nisbah aktiviti Ru-106 / Ru-103 adalah sama dan sesuai dengan ciri-ciri nilai bahan api nuklear yang dibelanjakan.

Suruhanjaya antarabangsa juga memutuskan bahawa adalah perlu untuk mengumpul dan mengesahkan semua data yang ada, membentuk pangkalan data tunggal dan menilai kualiti data ini. Pakar akan menghubungi Roshydromet dengan permintaan untuk memberikan data mengenai keadaan meteorologi tempatan dan data tambahan mengenai pengukuran sampel pemendapan. Pengukuran tambahan akan dilakukan pada titik di atas (berbanding dengan arah angin) tempat-tempat di mana Ru-106 dijumpai di rantau Chelyabinsk. Suruhanjaya juga menganggapnya berguna untuk mendapatkan pengukuran dari Romania pada kejatuhan Ru-106 disebabkan oleh nilai-nilai besar aktiviti Ru-106 yang terdapat di sana.

Menurut Rosgidromet, fenomena atmosfera aliran udara ke bawah yang diperhatikan di rantau Chelyabinsk pada akhir bulan September. Komisen percaya bahawa data ini harus diambil kira untuk pertimbangan selanjutnya, " tercatat dalam kenyataan itu. Keputusan itu menekankan bahawa "Rostechnadzor melakukan pemeriksaan di fasilitas-fasilitas Federal Unitary Enterprise PO Mayak dan SSC RIAR di Dimitrovgrad, yang meliputi tempoh dari bulan Ogos hingga November 2017, yang tidak menunjukkan penyimpangan dari proses teknologi normal."

Suruhanjaya memutuskan untuk bekerja secara terbuka dan memberitahu orang ramai tentang keputusan dan kesimpulan, dan akan mengadakan pertemuannya yang akan datang pada 11 April 2018 di Moscow [4, 5]. Walau bagaimanapun, sementara keterbukaan khas tidak dapat dilihat, dan wartawan mendapatkan maklumat tambahan dalam bentuk bulatan.

Sekali lagi, tidak ada sebab untuk mengatakan bahawa pembebasan ruthenium-106 adalah ancaman nyata kepada orang ramai atau bahkan kepada kakitangan. Masalahnya sama sekali berbeza: ia adalah satu perkara yang serius tentang bagaimana badan-badan rasmi kita bertindak balas terhadap insiden tersebut dan memaklumkan orang-orang Rusia dan antarabangsa mengenai mereka.

Kesimpulan pakar Perancis mengenai keadaan dengan ruthenium-106

Pada 6 Februari 2018, satu laporan telah diterbitkan di laman web IRSN (Institut Keselamatan Nuklear dan Radiasi Perancis) dengan hasil siasatan ke atas asal usul ruthenium-106, yang ditemui di Perancis dan negara-negara Eropah yang lain [1]. Mukadimah menyatakan bahawa laporan itu dikemukakan pada 31 Januari pada mesyuarat pertama suruhanjaya antarabangsa yang disebutkan di atas. Perlu diingat bahawa laporan itu dibuat pada tahap profesional yang baik. Kesimpulannya agak munasabah, dinyatakan dengan betul dan cukup teliti.

Pihak Rusia tidak mengemukakan apa-apa jenis, sekurang-kurangnya untuk pertimbangan awam.

Laporan ini dapat melihat perkara penting berikut.

  1. Kepekatan ruthenium-106 yang diperhatikan tidak seharusnya memberi kesan kepada kesihatan manusia dan alam sekitar. Tetapi hakikat bahawa radionuklida yang dikesan di wilayah yang begitu luas itu menunjukkan bahawa aktiviti yang dilepaskan adalah sangat tinggi (ms 1).
  2. Pelepasan bahagian yang paling penting dalam aktiviti ini, 100-300 TBq (triliun becquerel), boleh berlaku antara 25 dan 28 September 2017 dan tidak lewat daripada 24 jam (p.10).
  3. Bagi banyak mata pemerhatian, tempoh pensampelan melebihi masa di mana rutenium hadir di atmosfera. Mengambil kira faktor ini, kecerunan berkurangnya kepekatan ruthenium dari timur ke barat adalah diperhatikan. Pemerhatian pertama Ru-106 dicatatkan di Rusia pada 23 September di Kyshtym, pada 25 September di Argayash dan pada 26 September di Bugulma, di kawasan Dema (Ufa), di Metlino dan Novogorny (Jadual 2 di halaman 7). Semua stesen yang tersenarai terletak di selatan Ural. Pengaruh ini adalah yang tertinggi dalam aktiviti semua ukuran (ms.6). Di negara-negara lain (khususnya, di Romania), dengan mengambil kira pembetulan, kepekatan Ru-106 lebih rendah (Rajah 3 pada halaman 5), dan terdapat Ru-106 yang dijumpai kemudian.Oleh itu, pelepasan hipotetikal dari wilayah Eropah Barat tidak mungkin (Rajah 5 di muka surat 9).
  4. Simulasi komputer berdasarkan data meteorologi memperlihatkan bahawa radioaktif yang dikeluarkan di Urals selatan mungkin tersebar luas di seluruh Eropah dan seterusnya (Rajah 6 pada halaman 11-12).
  5. Pembentukan RuO gas4 mungkin dalam keadaan tertentu pada suhu melebihi 100 ° C dan meningkat dengan ketara pada suhu melebihi 120 ° C. Ini boleh terjadi semasa pengstrukturan biasa penyelesaian yang mengandungi produk pembelahan. Oleh itu, apabila menjalankan proses ini, langkah-langkah khas diperlukan: penggunaan bahan tambahan khusus, pemurnian khas gas proses, dan lain-lain. Walau bagaimanapun, pemilihan RuO4 Ia juga boleh berlaku apabila larutan yang mengandungi produk pembelahan tidak mencukupi. Senario kecemasan seperti itu boleh berlaku semasa proses yang berkaitan dengan pemprosesan bahan api, dan semasa pembuatan sumber daripada penyelesaian yang mengandungi produk pembelahan. Dan Ruog gas4 tidak akan ditangkap oleh penapis udara, sementara radionuklid lain (cesium, strontium, dll) akan ditangkap dengan berkesan oleh penapis sedemikian.Ini menerangkan hakikat bahawa ruthenium adalah satu-satunya radionuklida yang ada dalam pelepasan dari darurat seperti itu (ms 14).
  6. Hipotesis asal rutenium-106 dari sumber perubatan tidak realistik. Sumber jenis ini mempunyai aktiviti dari beberapa MBC (megabekkereli) hingga beberapa dozen MBq setiap satu, dan tidak ada maklumat mengenai sumber perubatan lain (ms 13) (menonjolkan aktiviti – dari 100 hingga 300 TBq).
  7. Hipotesis pelepasan ruthenium pada ketinggian tinggi (sebagai contoh, akibat pemusnahan satelit) tidak realistik kerana beberapa sebab: penjana termoelektrik radioisotop itu tidak digunakan sama sekali pada satelit; dalam kes ini, campuran dari isotop rutenium-103 tidak akan hadir; dalam kes satelit jatuh, pengedaran menegak dan mendatar ruthenium-106 di atmosfera akan sama sekali berbeza (halaman 18).
  8. Satu-satunya hipotesis yang munasabah menunjukkan sebagai sebab penampilan rutenium-106 di atmosfera proses pemrosesan semula bahan api bersinar (termasuk pembuatan sumber daripadanya) (ms 15).
  9. Kandungan ruthenium-103 (purata 4000 kali kurang daripada kandungan ruthenium-106) menunjukkan bahawa pendedahan SNF sebelum proses pemrosesan semula adalah beberapa tahun yang lalu (sekitar 17) – kemungkinan besar dalam tempoh dua tahun (ms 16).Ini sangat mungkin dalam pengeluaran sumber radioaktif. Di Perancis, pendedahan SNF adalah 7-10 tahun.
  10. Khususnya ialah analisis pengeluaran cerium-144 untuk pembuatan sumber kegiatan yang tinggi, yang direncanakan akan diadakan di Mayak pada tahun 2017 (halaman 17).

"Versi ini kelihatan sangat nyata dan banyak menjelaskan"

Untuk komen mengenai peristiwa yang berkaitan dengan penyiasatan, kami berpaling kepada kepala. Makmal kompleks radioisotop Institut Penyelidikan Nuklear, RAS Boris Zhuikov.

Versi asal ruthenium-106, dikemukakan dalam penerbitan Figaro [1] baru-baru ini, kelihatan agak nyata dan banyak menjelaskan. Versi ini adalah bahawa ruthenium-106 dilepaskan dalam proses menerima cerium-144 radionuklida di PO Mayak (separuh hayat adalah 285 hari) untuk menghasilkan sumber antineutrino berdasarkannya. Sumber itu diperlukan untuk eksperimen Perancis-Itali bersama mahal di Gran Sasso (Itali) [2].

Telah lama menjadi jelas bahawa pelepasan rekod ruthenium-106 hanya boleh dikaitkan dengan pemprosesan jumlah bahan api nuklear yang dibelanjakan (SNF) yang agak ketara. Hipotesis mengenai asal-usul seperti ruthenium-106 – pemusnahan sumber perubatan atau pemusnahan satelit – kelihatan sepenuhnya tidak realistik.Seperti yang telah kita tulis sebelumnya [6], "sangat penting bahawa pelepasan ruthenium-106 ini berasal dari proses pemrosesan bahan bakar nuklear yang dibelanjakan yang tidak mencukupi untuk menghabiskan bahan bakar nuklear (1.5-7 tahun) atau dari penyelesaian teknologi (raffinates).

Tetapi satu laporan baru-baru ini oleh sebuah suruhanjaya antarabangsa [4, 5] menyatakan bahawa, bersama dengan ruthenium-106, beberapa isotop rutenium-103 yang lebih pendek juga didapati dalam pelepasan. Menurut perwakilan dari pihak Rusia, ini menunjukkan bahawa pembebasan tidak dapat berlaku di Mayak, kerana pendedahan bahan bakar yang dibelanjakan sebelum pemrosesan semula adalah sekitar 6 tahun atau lebih, dan ruthenium-103 akan sepenuhnya hancur pada masa ini.

Malah, di Mayak, mereka kerap memproses SNF yang serba lengkap dalam relau pembakaran. Dalam proses teknologi, ruthenium-106 tulen boleh dilepaskan dalam bentuk oksida oksida yang tidak menentu.4. Untuk mengelakkan ini, jisim cair diperkenalkan ke dalam relau – bahan yang mengurangkan ruthenium ke keadaan valensi yang lebih rendah, yang menindas ketidaktentuannya.

Di samping itu, modul khas untuk menangkap RuO disediakan dalam teknologi pemprosesan.4 pada sorben. Sudah tentu, segala-galanya boleh berlaku, tetapi ia kelihatan agak pelik jika SNF tidak cukup dikondensasikan sebelum proses pengolahan semula, dan ejen pengurangan tidak diperkenalkan, dan modul untuk menyerap RuO4 tidak berfungsi.Lagipun, teknologi itu dianggap sisa: pakar yang berkelayakan dari Mayak, Institut Penyelidikan Bahan-bahan Bukan Organik All-Russian yang dinamakan selepas A. A. Bochvar dan institusi lain telah bekerja selama bertahun-tahun untuk menyebarkannya.

Satu lagi perkara, apabila melakukan pemprosesan khas dan tidak standard. Cerium-144 radionuklid diperoleh daripada bahan api nuklear yang dibelanjakan untuk jangka masa yang lama, tetapi dalam hal ini tahap teknologi baru diperlukan. Pertama, sejumlah besar radionuklida ini diperlukan, dan kedua, diperlukan untuk memperoleh produk dari SNF yang relatif segar. Hakikatnya adalah jika kita mengambil semula bahan bakar yang dibelanjakan lama, maka dalam cerium-144 diperolehi akan terdapat banyak isotop stabil cerium-140, cerium-142 dan kekotoran lain, dan sumbernya tidak akan menjadi padat. Maka jelas mengapa dalam kes ini bahan api nuklear yang dibelanjakan diproses dengan kelewatan yang lebih pendek.

Teknologi kimia untuk memisahkan cerium-144 dari SNF pada dasarnya dikenali. Sebagai peraturan, cerium diekstrak dari larutan berasid berair SNF, menukarkannya kepada keadaan tetravalen Ce+4. Untuk ini, pelbagai agen pengoksidaan diperkenalkan ke dalam larutan akueus. Tetapi pada masa yang sama, RuO boleh dibentuk4, yang tidak menentu, dan agen pengurangan (seperti dalam proses vitrifikasi) tidak dapat diperkenalkan – sebaliknya, cerium tidak boleh diekstrak dengan cara ini.Jika pada masa yang sama penyelesaian berair dipanaskan, maka ruthenium akan terbang.

Pada keluar dari pengudaraan ruang "panas", di mana pemprosesan biasanya dijalankan, tentu saja, ada penapis, tetapi jika ini hanya penapis aerosol biasa, dan bukan sorben istimewa untuk RuO4 (seperti dalam relau pembakaran), mereka tidak akan menyerap sepenuhnya ruthenium-106. Mesej para saintis Perancis menyatakan bahawa untuk mendapatkan jumlah cerium-144 yang dikehendaki (yang beratus-ratus ribu pengali), beberapa tan bahan bakar nuklear dibelanjakan untuk diproses, tetapi ini tidak mungkin. Agar magnitud, ini agak konsisten dengan anggaran jumlah ruthenium-106 yang diperhatikan dalam pelepasan – 100-300 terabekquerels (3000-8000 curies), dengan mengambil kira perbezaan hasil, separuh hayat dan fakta bahawa tidak semua ruthenium, sudah tentu, terbang. Jadi semuanya pada dasarnya kelihatan nyata.

Selanjutnya, untuk mengesahkan atau membantah kemungkinan ini, adalah perlu untuk menganalisis secara terperinci teknologi untuk mengenal pasti cerium-144 dan syarat-syarat pelaksanaannya.

Boris Zhuikov


1. Tidak ada koma-koma-koma-koma-koma-koma-koma-an terhadap pencemaran alam sekitar 106?
2. Projek SOX.
3. Siaran akhbar SOX – 1 Februari 2018.
4. Siaran akhbar dalam bahasa Inggeris. bahasa.
5. Siaran akhbar dalam bahasa Rusia.
6. B. Zhuikov "Suruhanjaya Bebas Perlu" // TrV-Sains, No. 244 19 Disember 2017.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: