Рутений-106 табуға болады ма?

Рутений-106 табуға болады ма?

Наталья Демина, Борис Жуйқов
«Үшбірлік Опционы» №3 (247), 2018 жылғы 13 ақпан

Наталья Демина

Наталья Демина

«Рутений қайдан пайда болуы мүмкін», «Тәуелсіз комиссия қажет» (2017 жылдың аяғында Б.Жуиковтың қорытындысы), «Жұмбақ рутений» («Росатом» баспасөз конференциясының баяндамасы және «Маяк» өкілі) ), Борис Жуыковтың газет оқырмандарының жаңа сұрақтарына жауаптары.

Уақытпен айқын болмайтын құпия ештеңе жоқ. 2018 жылдың 2 ақпанында француз газеті Le figaro рутений ағымының зерттелуінің нәтижелерін жариялады-106 [1]. Француз ядролық физиктерінің пікіріне сүйенсек, газет шығару туралы ақпарат көзі Маяк болғанын, бірақ бұл шетелдік ғылыми-зерттеу экспериментіне байланысты келісімшарт бойынша жұмыстарды орындаудың нәтижесі болды.

Le Figaro-дағы мақала рутенийді босату ісін аяқтайды ма?

Фигародың айтуынша, Маяк қаласында церия-144 француз комиссариатының Атомдық және альтернативті энергетика жөніндегі комиссариаты (CEA) және Италиялық ядролық физика институты (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN).

2012 жылы екі институт Еуропалық ғылыми кеңестен 5 миллион еуро гранттар алды (Еуропалық зерттеулер(Borexino) бұрыннан бар сезімтал детектормен жаңа эксперимент жүргізу үшін, оның көмегімен Жердің ішкі бөлігінен күн нейтрино және антинейтрино бұрынғы Гран-Сасо (Италия) жер асты зертханасында зерттелді. Жоба 2017 жылы басталуы тиіс және екі жылдан кейін аяқталады; мүмкін элементар бөлшектер физикасы мен космологияда жаңа дәуір ашар еді [2]. Жоба жетекші ғылыми орталықтардан ресейлік ғалымдарды тартты.

SOX жобасы үшін (BoreXino бар қашықтықты нейтрино тербелістерінің қысқа қашықтығы) антинейтрино жасанды көзі қажет – Маяк шығарған сериум-144 радионуклиді. Шамасы, эксперимент сәтсіз аяқталды. 2017 жылдың қыркүйек айының соңында рутений-106 шығарындылары дәл осы жұмыстарды жүргізумен тікелей байланысты.

Белгілі фактілер келесідей. 2018 жылдың 1 ақпанында SOX жобасы «талап етілетін сипаттамалары бар радиоактивті көздер шығара алмағандықтан» тоқтатылды [3]. Жобаның пресс-релизінде 2017 жылғы желтоқсанда Маяк SOX жобасында шешуші рөл атқаратын сериум-144 радионуклидін талап етілетін сапа мен сандықты шығара алмайтынын мәлімдеді.

2018 жылдың 31 қаңтарында Ресей ғылым академиясының Ядролық энергетика қауіпсіз даму проблемалары институтында 2017 жылдың қыркүйек-қазан айларында Еуропада Ru-106 изотопының пайда болуын зерттеу бойынша Халықаралық тәуелсіз комиссияның алғашқы кездесуі өтті.

Бұл комиссияға ресейлік және шетелдік радиациялық қауіпсіздік сарапшылары тартылды. Атап айтқанда, француз және неміс мониторинг қызметтерінің сарапшылары (ISRN және BFS) жұмысқа қатысады. 2017 жылдың қазанында олар рутенийдің ағып кетуін анықтау туралы алғашқы хабарды жариялады және шығарылым көзін көрсететін модельдік есептерді ұсынды.

Бұрын компьютерлік модельдеуге негізделген француз сарапшылары радиоактивті босату Ресейде – Волга мен Орал арасында, ал рутений-106 шығарылымында 100-ден 300 терабеккерель (TBk) болатын. Неміс сарапшылары, өз кезегінде, релиз Оралдың оңтүстігіндегі кез-келген жерде болғанын, бірақ бұл Ресейдің немесе Қазақстанның оңтүстігіндегі басқа жерлерде болатындығын ескертті. Өрттегі негізгі күдіктілердің бірі Оңтүстік Оралда орналасқан «Маяк» өндірістік бірлестігі болды.

Халықаралық комиссияның жұмысының алғашқы нәтижелері IBRAE RAN веб-сайтында жарияланған пресс-релизде ұзақ уақыт бойы талқылаулар мен компромистердің нәтижесі болды. Комиссия қолда бар деректерге сүйене отырып, қоғамдық денсаулық үшін кез-келген салдардың алынып тасталғанын атап өтті. Ru-106-ның «медициналық» шығу тегі туралы гипотезасы – медициналық, терапевтикалық көзі ретінде – іс жүзінде мүмкін емес (спутниктің нұсқасы туралы ештеңе айтылған жоқ, бірақ бұрын МАГАТЭ тарапынан қабылданбады).

Халықаралық рутений комиссиясы алғашқы нәтижелерді жариялады. Ibrae.ac.ru сайтынан

Комиссия, Ресейде және басқа да еуропалық елдерде жасалған өлшеулерге негізделген, қыркүйек айының соңынан 2017 жылдың қазан айына дейін ауада анықталған Ru-106-ның жалпы белсенділігі шамамен 100 TBq. Әртүрлі елдерде орындалған модельдік есептер бір-бірімен сәйкес келеді, бірақ үлкен белгісіздіктің арқасында қазіргі уақытта рутений көзінің нақты орналасуы туралы қорытынды жасауға болмайды.

Комиссияның қорытындысында, кейбір елдерде Ru-106-ның Ru-103-тің шағын қосындысы табылған. Ru-106 / Ru-103 белсенділігінің қатынасы бірдей болды және салыстырмалы түрде жаңадан пайдаланылған ядролық отынның сипаттамасына сәйкес болды.

Халықаралық комиссия сондай-ақ қолда бар барлық деректерді жинап, тексеріп, бірыңғай дерекқорды қалыптастыру және осы деректердің сапасын бағалау қажеттілігі туралы шешім қабылдады. Сарапшылар жергілікті метеорологиялық жағдайлар туралы мәліметтерді беру туралы сұраныспен және шөгінді үлгілерін өлшеу туралы қосымша мәліметтермен Рошидрометпен байланысады. Қосымша өлшеулер Челябинск облысында Ru-106 табылған жерлердің жоғары (желдің бағытына қатысты) тармақтарда жүргізіледі. Комиссия сондай-ақ Ru-106-ның Ru-106 қызметіне қатысты үлкен мәнге ие болғандықтан Румыниядан өлшеуді пайдалы деп санайды.

«Росгидрометтің мәліметтері бойынша, қыркүйек айының соңында Челябинск облысында ауа ағынының азаюы байқалды, Комиссия бұл деректерді одан әрі қарау үшін ескеру керек», делінген хабарламада. Бұл шешімде бұл туралы айтылады «Ростехнадзор« Маяк »Федералдық мемлекеттік унитарлық кәсіпорнында және Димитровградтағы РИАО-да 2017 жылғы тамыздан бастап 2017 жылғы қарашаға дейінгі кезеңде тексеру жүргізді, бұл қалыпты технологиялық үрдістерден ауытқуларды анықтаған жоқ».

Комиссия ашық түрде жұмыс істеуге және жұртшылықты қорытындылар мен қорытындылар туралы хабардар етуге шешім қабылдады және келесі кездесуін 2018 жылы 11 сәуірде Мәскеуде өткізеді [4, 5]. Дегенмен, арнайы ашықтық көрінбесе де, журналистер айналмалы жолмен қосымша ақпарат алады.

Рутении-106-ның босатылуы қоғамға немесе тіпті персоналға нақты қауіп төндіретінін айтудың тағы бір себебі жоқ. Мәселе толығымен өзгеше: ресми органдардың осындай оқиғаларға қалай әрекет етіп жатқаны және ресейлік және халықаралық қоғамдастық туралы олар туралы хабардар ету елеулі алаңдаушылық тудырады.

Рутений-106 жағдайымен француз мамандарының қорытындылары

2018 жылдың 6 ақпанында Францияда және басқа Еуропа елдерінде табылған рутении-106 шығу тегі туралы зерттеу нәтижелерімен IRSN (Францияның Ядролық және Радиациялық Қауіпсіздік Институты) веб-сайтында баяндама жарияланды [1]. Кіріспеде баяндама жоғарыда аталған халықаралық комиссияның бірінші отырысында 31 қаңтарда ұсынылған. Айта кетейік, баяндама жақсы кәсіби деңгейде жасалды. Қорытындылар өте ақылға қонымды, дұрыс және мұқият баяндалады.

Ресей тарапы ештеңе ұсынған жоқ, кем дегенде қоғамдық пікір.

Баяндамада келесі маңызды мәселелерді атап өтуге болады.

  1. Рутений-106 концентрациясы адам денсаулығына және қоршаған ортаға әсер етпейді. Бірақ мұндай кең аумақта радионуклид анықталғаны босатудағы белсенділік өте жоғары екендігін көрсетеді (1-бет).
  2. Қызметтің маңызды бөлігін шығару 100-300 TBq (триллион бестіккер) 2017 жылдың 25-28 қыркүйегі аралығында және 24 сағаттан артық емес болуы мүмкін (10-бет).
  3. Көптеген бақылау нүктелері үшін іріктеу кезеңі атмосферада рутений бар болған уақытты асты. Осы факторды ескере отырып, шығыс-батысқа қарай рутенийдің концентрациясының төмендеуі байқалады. Ru-106-ның алғашқы байқауы Ресейде 23 қыркүйекте Кыштымда, 25 қыркүйекте Аргаяшта және 26 қыркүйекте Бугульмада, Дема (Уфа), Метлино және Новогорн аудандарында (7-беттегі 2-кесте) тіркелген. Барлық тіркелген станциялар Оралдың оңтүстігінде орналасқан. Бұл қабаттар барлық өлшеулердің белсенділігі жоғары (6-бет). Басқа елдерде (атап айтқанда, Румынияда) түзетуді ескере отырып, Ru-106 концентрациясы төмен болды (5-беттегі 3-сурет), содан кейін Ru-106 табылды.Осылайша, Батыс Еуропаның аумағынан гипотетикалық босату екіталай емес (5-сур., 9-бет).
  4. Метеорологиялық деректерге негізделген компьютерлік модельдеу Оңтүстік Оралда шығарылған радиоактивтіліктің Еуропа мен одан тыс жерлерде кеңінен таралуы мүмкін екендігін көрсетті (6-сурет, 11-12 беттер).
  5. Газ тәріздес РУ қалыптастыру4 белгілі бір жағдайларда 100 ° C жоғары температура кезінде мүмкін болады және 120 ° C жоғары температурада едәуір артады. Бұл бөліну өнімдері бар ерітінділерді қалыпты витрификациялау кезінде пайда болуы мүмкін. Сондықтан, осы процесті жүзеге асыру кезінде арнайы шаралар қажет: арнайы қоспаларды пайдалану, технологиялық газдарды арнайы тазалау және т.б. Алайда, RuO4 Ол сондай-ақ фризия өнімдері бар ерітінді жеткіліксіз салқындаған кезде де пайда болуы мүмкін. Мұндай авариялық сценарий отын өңдеуге байланысты процестер кезінде де, бөлшек өнімдері бар ерітінділерден алынған көздер өндірісінде де орын алуы мүмкін. Және газ тәрізді RuO4 әуе сүзгілерімен басып алынбайды, ал басқа радионуклидтер (цезий, стронций және т.б.) мұндай сүзгілермен тиімді түрде түседі.Бұл рутаний бұл төтенше жағдайдан шыққан шығарындылардағы жалғыз радионуклид болып табылады (14-бет).
  6. Медициналық көздерден рутений-106 шыққан гипотеза шындыққа жатпайды. Осы типтегі көздер бірнеше МБК-ден (мегабеккереліктерден) әрқайсысы бірнеше ондаған MBq-ға дейін қызмет етеді және басқа медициналық көздер туралы ақпарат жоқ (13-бет) (іс-әрекетті 100-ден 300-ке дейін көтеру).
  7. Жоғары биіктікте рутенийді шығарудың гипотезасы (мысалы, спутникті жою нәтижесінде) бірнеше себептер бойынша шындыққа жатпайды: мұндай радиосотоптық термоэлектрлік генераторлар мүлде спутниктерде пайдаланылмайды; бұл жағдайда рутений-103 қысқа изотопының қоспасы болмайды; спутниктің құлау жағдайында атмосферада рутений-106 тік және көлденең таралуы мүлдем өзгеше болады (18-бет).
  8. Жалғыз ақылға қонымды гипотеза атмосферада рутений-106 пайда болуының себебі ретінде сәулелендірілген отынды (оның көздерін өндіруді қоса) қайта өңдеу процесін көрсетеді (15-бет).
  9. Рутении-103 анықталған мазмұны (рутений-106 мазмұны бойынша орташа 4000 есе аз) қайта өңдеуге дейін СНФ-ның әсер етуі жылдардың аз саны (17-б.) – шамамен екі жылға жуық (16-бет) екенін көрсетеді.Бұл радиоактивті көздерді өндіруде өте мүмкін. Францияда SNF экспозициясы 7-10 жыл.
  10. 2017 жылы Маяк қаласында өткізу жоспарланып отырған жоғары белсенділік көзін өндіруге арналған церия-144 өндірісін талдау ерекше маңызды (17-бет).

«Нұсқа өте нақты көрінеді және көп нәрсені түсіндіреді»

Тергеуге байланысты оқиғалар туралы түсініктеме беру үшін біз басымызға бет бұрдық. Ядролық зерттеулер институтының радиоизотоптық кешенінің зертханасы, РҒА Борис Жуйқов.

Рутаниум-106 шыққан нұсқасы, жақында жарияланған Figaro [1], өте нақты көрінеді және көп түсіндіреді. Бұл нұсқа Рутаний-106 анакеинтрино көзін өндіру үшін Маяк ПС-де (жарты жасы 285 күн) радикуклидтерді алу процесінде босатылды. Көзі Гран Сассодағы (Италия) қымбат және маңызды француз-итальян экспериментіне қажет болды [2].

Рутений-106 тіркелген шығарындылары тек қана пайдаланылған ядролық отынды (SNF) өте көп мөлшерде өңдеуге байланысты болуы мүмкін екендігі анықталған. Мұндай рутений-106 көлемінің пайда болуы туралы гипотеза – медициналық көздерді жою немесе спутникті жою – мүлдем нашар көрінеді.Бұрын жазғандай [6] «рутений-106-нің бұл шығарылымы жеткіліксіз қартайған СНФ-ны өңдеуден (1,5-7 жыл) немесе SNF қайта өңдеу процесінде пайда болған технологиялық шешімдерден (рафинаттардан) туындағаны ықтимал».

Алайда, халықаралық комиссияның [4, 5] соңғы баяндамасында шығарындыларда рутений-106-мен бірге бірнеше қысқа өмір сүретін рутений-103 изотоп табылғанын айтады. Ресей жағы өкілдерінің пікірінше, бұл майқайға шығарылуы мүмкін емес, себебі оны қайта өңдеуден бұрын қолданылған отынның әсер етуі шамамен 6 жыл, ал рутений-103 осы уақыт аралығында толығымен ыдырайтын еді.

Шын мәнінде, Маяк қаласында олар қайнаған СНФ-ды витрификационды пеште үнемі өңдейді. Технология процесінде таза рутений-106 ұшпа RuO оксиді түрінде шығарылуы мүмкін.4. Бұған жол бермеу үшін балқытылған масса пешке енгізіледі – ол рутенийді оның волатильділігін төмендететін төменгі валентті күйге дейін азайтады.

Сонымен қатар, өңдеу технологиясында RuO-ны басып шығарудың арнайы модулі қарастырылған.4 сорбент туралы. Әрине, бәрі орын алуы мүмкін, бірақ SNF қайта өңдеуден бұрын жеткілікті түрде шартталмаған болса және қалпына келтіру агенті енгізілмеген болса, онда өте қызық көрінеді, ал RuO4 жұмыс істемеді.Өйткені бұл технология қалдықтар деп саналады: «Маяк», Бүкілресейлік бейорганикалық материалдар ғылыми-зерттеу институты. А.А. Бочвар және басқа да институттар көптеген жылдар бойы оны түзету үшін жұмыс істеді.

Тағы бір нәрсе – арнайы емес, стандартты емес өңдеу. Cerium-144 радионуклиді ұзақ уақыт пайдаланылған ядролық отыннан алынды, бірақ бұл жағдайда жаңа технологиялық деңгей қажет болды. Біріншіден, бұл радионуклидтің үлкен көлемі талап етілді, екіншіден, салыстырмалы түрде таза СНФ-дан өнім алу керек болды. Егер ескі пайдаланылған отынды қайта өңдеуге жұмсалатын болсақ, онда алынған церий-144 -де көптеген церия-140, церия-142 және басқа да қоспалардың тұрақты изотоптары болады және көзі ықшам болмайды. Онда неге бұл жағдайда пайдаланылған ядролық отынның қысқа кешігуі өңделген.

SNF-ден сериум-144 бөлетін химиялық технология негізінен белгілі. Әдетте, сериал SNF-дің су қышқылдық ерітінділерінен алынып, оларды Ce-ге теңестіретін күйге айналдырады+4. Бұл үшін су ерітіндісіне түрлі тотықтырғыш заттар енгізіледі. Бірақ сол уақытта RuO құруға болады4, ол ұшпа болып табылады және қалпына келтіру агенті (витрификация процесінде болғандай) енгізуге болмайды – әйтпесе, церий бұл жолмен алынуы мүмкін емес.Сол кезде су ерітінділері қызып кетсе, онда рутений ұшып кетеді.

өңдеу, әдетте, жүзеге асырылады желдету «ыстық» жасушаларының шығу, әрине, бар сүзгілер бар, бірақ бұл жай ғана әдеттегі аэрозоль сүзгілер, гөрі RuO үшін арнайы сорбент болса4 (витрификационды пештегідей), олар рутений-106-ды толығымен сіңірмейді. Француз ғалымдары баяндама қажет пайдаланылған ядролық отынды бірнеше тонна өңдеуге айтты, бірақ (Кюри жүздеген мың болып табылады) церий-144 қажетті соманы алуға ештеңе істей алмады. Шамадан тыс, бұл рутаний-106 релениумының саны бойынша 100-300 терабеккельельге (3000-8000 кюри) байқалады, бұл рентгендік емес, барлық жартысы мен барлық рутенийдің өзгермегенін ескере отырып, әрине, ұшып кетеді. Сондықтан, барлығы, шын мәнінде, нақты көрінеді.

Келесі, осы мүмкіндікті растау немесе терiске шығару, оның егжей-тегжейлі церий-144 және оны іске асыру үшін жағдай бөлу технологиясын талдау қажет.

Борис Жуйқов


1. БҰҰ-ның француз-италияндық ластануына қарсы күрес жөніндегі 106-шы?
2. SOX жобасы.
3. SOX Баспасөз-релизі – 2018 жылғы 1 ақпан.
4. Ағылшын тіліндегі пресс-релиз. тілі.
5. Орыс тіліндегі баспасөз релизі.
6. Бауыржан Жуықов «Тәуелсіз комиссия қажет» // Тренд-ғылым, 2017 жылғы 19 желтоқсандағы № 244.


Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

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