Câu đố ruthenium-106 có được tiết lộ không?

Câu đố ruthenium-106 có được tiết lộ không?

Natalia Demina, Boris Zhuikov
"Tùy chọn Trinity" № 3 (247), ngày 13 tháng 2 năm 2018

Natalia Demina

Natalia Demina

Xem thêm các tài liệu trước đây về chủ đề này: "Ruthenium có thể đến từ đâu", "Một ủy ban độc lập là cần thiết" (kết luận của B. Zhuikov vào cuối năm 2017), "Ruthenium bí ẩn" (báo cáo từ cuộc họp báo Rosatom và đại diện của "Mayak" ), câu trả lời của Boris Zhuikov cho những câu hỏi mới của độc giả báo chí.

Không có gì bí mật mà sẽ không trở nên rõ ràng theo thời gian. Ngày 2 tháng 2 năm 2018 báo tiếng Pháp Le figaro công bố kết quả điều tra rò rỉ ruthenium-106 [1]. Nhắc đến ý kiến ​​của các nhà vật lý hạt nhân của Pháp, tờ báo đưa ra một phiên bản rằng nguồn gốc của bản phát hành, sau tất cả, Mayak, nhưng điều này xảy ra như là kết quả của việc thực hiện công việc theo một hợp đồng kết nối với một thí nghiệm nghiên cứu khoa học nước ngoài.

Bài báo trong Le Figaro có kết thúc trường hợp phát hành ruthenium không?

Theo Figaro, tại Mayak, cerium-144 được sản xuất theo đơn đặt hàng của Ủy ban Pháp về năng lượng nguyên tử và năng lượng thay thế (Commissariat à l'énergie atomique et auxénergies alternatives, CEA) và Viện Vật lý hạt nhân quốc gia Ý (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) INFN).

Trong năm 2012, hai viện đã nhận được khoản trợ cấp tổng cộng 5 triệu euro từ Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu (Nghiên cứu Châu Âu)Hội đồng, ERC) tiến hành một thí nghiệm mới với máy phát hiện có độ nhạy cao hiện tại “Borexino” (Borexino), với sự trợ giúp của neutrino mặt trời và antineutrino từ bên trong trái đất đã được nghiên cứu trước đây trong một phòng thí nghiệm ngầm ở dãy núi Gran Sasso (Ý). Dự án sẽ bắt đầu vào năm 2017 và sẽ hoàn thành trong hai năm tới; có lẽ điều này sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong vật lý hạt và vũ trụ học [2]. Dự án liên quan đến các nhà khoa học Nga từ các trung tâm nghiên cứu hàng đầu.

Đối với dự án SOX (Dao động Neutrino khoảng cách ngắn với boreXino), một nguồn antineutrino nhân tạo là cần thiết – một hạt nhân phóng xạ cerium-144, được sản xuất bởi Mayak. Rõ ràng, thí nghiệm đã kết thúc trong thất bại. Có thể là lượng khí thải ruthenium-106 vào cuối tháng 9 năm 2017 có liên quan chính xác đến việc thực hiện các công trình này.

Các sự kiện đã biết như sau. Vào ngày 1 tháng 2 năm 2018, dự án SOX đã bị chấm dứt "do không có khả năng sản xuất nguồn phóng xạ với các đặc tính cần thiết" [3]. Trong một thông cáo báo chí của dự án, cần lưu ý rằng vào tháng 12 năm 2017, Mayak tuyên bố sẽ không thể sản xuất hạt nhân phóng xạ cerium-144 với chất lượng và số lượng yêu cầu, đóng vai trò quyết định trong dự án SOX.

Hai ngày trước, vào ngày 31 tháng 1 năm 2018, cuộc họp đầu tiên của Ủy ban độc lập quốc tế để nghiên cứu sự xuất hiện đồng vị Ru-106 ở châu Âu trong tháng 9-10 được tổ chức tại Viện các vấn đề phát triển an toàn năng lượng hạt nhân của Viện Hàn lâm Khoa học Nga (IBRAE RAS).

Các chuyên gia an toàn bức xạ hàng đầu, cả Nga và nước ngoài, đều tham gia vào ủy ban này. Đặc biệt, các chuyên gia từ các dịch vụ giám sát của Pháp và Đức (ISRN và BFS) tham gia vào công việc. Vào tháng 10 năm 2017, họ là người đầu tiên báo cáo việc phát hiện rò rỉ ruthenium và cung cấp các tính toán mô hình cho thấy nguồn gốc của bản phát hành.

Trước đây, dựa trên mô phỏng máy tính, các chuyên gia Pháp cho rằng phóng xạ phóng xạ xảy ra ở Nga – một nơi nào đó giữa Volga và Urals, và lượng ruthenium-106 tại điểm phát hành là từ 100 đến 300 terabekkerels (TBk). Các chuyên gia Đức, lần lượt, cho rằng việc phát hành xảy ra ở đâu đó ở Nam Urals, tuy nhiên, đặt phòng, điều này có thể xảy ra ở một nơi khác ở miền nam nước Nga hoặc ở Kazakhstan. Một trong những nghi phạm chính trong rò rỉ là hiệp hội sản xuất "Mayak", nằm ở phía nam Urals.

Các kết quả đầu tiên của công việc của ủy ban quốc tế đã được công bố trong một thông cáo báo chí trên trang web IBRAE RAN, mà dường như đã trở thành kết quả của các cuộc thảo luận kéo dài và thỏa hiệp. Ủy ban lưu ý rằng, dựa trên các dữ liệu có sẵn, bất kỳ hậu quả nào đối với sức khỏe cộng đồng đều bị loại trừ. Giả thuyết về nguồn gốc “y tế” của Ru-106 – như một nguồn y tế, điều trị – thực tế là không thể (không có gì được nói về phiên bản về vệ tinh – tuy nhiên, nó đã bị IAEA từ chối trước đó).

Ủy ban ruthenium quốc tế đã công bố những phát hiện đầu tiên. Từ trang web ibrae.ac.ru

Ủy ban, dựa trên các phép đo được thực hiện ở Nga và các nước châu Âu khác, kết luận rằng tổng hoạt động của Ru-106, phát hiện trong không khí từ cuối tháng 9 đến đầu tháng 10 năm 2017, là khoảng 100 TBq. Các tính toán mô hình được thực hiện ở các quốc gia khác nhau phù hợp với nhau, nhưng do sự không chắc chắn lớn, hiện tại không thể kết luận về vị trí chính xác của nguồn ruthenium.

Trong kết luận của hoa hồng, nó được lưu ý rằng ở một số nước một phụ gia nhỏ Ru-103 đã được tìm thấy trong Ru-106. Tỷ lệ hoạt động của Ru-106 / Ru-103 là như nhau và tương ứng với đặc tính giá trị của nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng tương đối tươi.

Ủy ban quốc tế cũng quyết định rằng cần thu thập và xác minh tất cả các dữ liệu có sẵn, tạo thành một cơ sở dữ liệu và đánh giá chất lượng của dữ liệu này. Các chuyên gia sẽ liên lạc với Roshydromet với yêu cầu cung cấp dữ liệu về điều kiện khí tượng địa phương và dữ liệu bổ sung về các phép đo mẫu lắng đọng. Các phép đo bổ sung sẽ được thực hiện tại các điểm trên (tương ứng với hướng gió) của những nơi Ru-106 được tìm thấy ở vùng Chelyabinsk. Ủy ban cũng cho rằng hữu ích khi thu thập các phép đo từ Rumani trên Ru-106 do các giá trị lớn của hoạt động Ru-106 được tìm thấy ở đó.

"Theo Rosgidromet, hiện tượng khí quyển đi xuống cụ thể đã được quan sát thấy ở khu vực Chelyabinsk vào cuối tháng 9. Ủy ban tin rằng những dữ liệu này nên được xem xét để xem xét thêm". ghi trong tuyên bố. Quyết định nhấn mạnh rằng "Rostechnadzor thực hiện kiểm tra tại các cơ sở của Nhà nước Liên bang Unitary Enterprise PO Mayak và SSC RIAR tại Dimitrovgrad, bao gồm giai đoạn từ tháng 8 đến tháng 11 năm 2017, không tiết lộ bất kỳ sai lệch nào so với quy trình công nghệ thông thường."

Ủy ban đã quyết định làm việc công khai và thông báo cho công chúng về kết quả và kết luận, và sẽ tổ chức cuộc họp tiếp theo vào ngày 11 tháng 4 năm 2018 tại Moscow [4, 5]. Tuy nhiên, trong khi độ mở đặc biệt không nhìn thấy được, và các nhà báo có thêm thông tin theo cách vòng xoay.

Một lần nữa, không có lý do gì để nói rằng việc phát hành ruthenium-106 là một mối đe dọa thực sự cho công chúng hay thậm chí là nhân sự. Vấn đề là hoàn toàn khác: đó là vấn đề nghiêm túc quan tâm về cách các cơ quan chính thức của chúng ta phản ứng với những sự cố như vậy và thông báo cho công chúng Nga và quốc tế về họ.

Kết luận của các chuyên gia Pháp về tình hình với ruthenium-106

Vào ngày 6 tháng 2 năm 2018, một báo cáo được công bố trên trang web của IRSN (Viện an toàn hạt nhân và bức xạ Pháp) với kết quả điều tra về nguồn gốc ruthenium-106, được tìm thấy ở Pháp và các nước châu Âu khác [1]. Lời mở đầu nói rằng báo cáo đã được đệ trình vào ngày 31 tháng 1 tại cuộc họp đầu tiên của ủy ban quốc tế được đề cập ở trên. Cần lưu ý rằng báo cáo được thực hiện ở cấp độ chuyên nghiệp tốt. Các kết luận khá hợp lý, được đặt ra một cách chính xác và cẩn thận đủ.

Phía Nga đã không nộp bất cứ điều gì của loại này, ít nhất là để xem xét công chúng.

Báo cáo có thể được ghi nhận những điểm quan trọng sau đây.

  1. Nồng độ quan sát của ruthenium-106 không ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Nhưng thực tế là hạt nhân phóng xạ đã được phát hiện trên một lãnh thổ rộng lớn như vậy chỉ ra rằng hoạt động trong bản phát hành rất cao (tr.1).
  2. Việc phát hành phần quan trọng nhất của hoạt động, 100-300 TBq (nghìn tỷ becquerel), có thể xảy ra từ ngày 25 đến 28 tháng 9 năm 2017 và kéo dài không quá 24 giờ (trg. 10).
  3. Đối với nhiều điểm quan sát, thời gian lấy mẫu vượt quá thời gian trong đó ruthenium có mặt trong khí quyển. Có tính đến yếu tố này, một gradient giảm nồng độ ruthenium từ đông sang tây được ghi nhận. Những quan sát đầu tiên về Ru-106 được ghi lại ở Nga vào ngày 23 tháng 9 ở Kyshtym, ngày 25 tháng Chín ở Argayash và ngày 26 tháng 9 tại Bugulma, trong khu vực Dema (Ufa), ở Metlino và Novogorny (Bảng 2 trang 7). Tất cả các trạm được liệt kê đều nằm ở phía nam của Urals. Những lắng đọng này là hoạt động cao nhất trong tất cả các phép đo (tr. 6). Ở các nước khác (đặc biệt là ở Romania), có tính đến sự hiệu chỉnh, nồng độ Ru-106 thấp hơn (Hình 3 ở trang 5), và Ru-106 được phát hiện sau đó.Do đó, một phát hành giả định từ lãnh thổ Tây Âu là không thể (Hình 5 trên trang 9).
  4. Mô phỏng máy tính dựa trên dữ liệu khí tượng cho thấy phóng xạ phát ra ở vùng Nam Urals có thể lan rộng khắp châu Âu và xa hơn nữa (Hình 6 trên trang 11-12).
  5. Hình thành RuO khí4 có thể trong các điều kiện nhất định ở nhiệt độ trên 100 ° C và tăng đáng kể ở nhiệt độ trên 120 ° C. Điều này có thể xảy ra trong quá trình thủy tinh hóa bình thường của các dung dịch có chứa các sản phẩm phân hạch. Do đó, khi thực hiện quy trình này, cần có các biện pháp đặc biệt: sử dụng các chất phụ gia đặc biệt, thanh lọc đặc biệt các loại khí quá trình, vv Tuy nhiên, việc lựa chọn RuO4 Nó cũng có thể xảy ra khi dung dịch chứa các sản phẩm phân hạch không được làm lạnh một cách không đủ. Một tình huống khẩn cấp như vậy có thể xảy ra cả trong các quá trình liên quan đến việc xử lý nhiên liệu, và trong quá trình sản xuất các nguồn từ các giải pháp có chứa các sản phẩm phân hạch. Và RuO khí4 sẽ không bị bắt bởi các bộ lọc không khí, trong khi các hạt nhân phóng xạ khác (xêzi, stronti, vv) sẽ bị các bộ lọc như vậy bắt giữ một cách hiệu quả.Điều này giải thích thực tế rằng rutheni là hạt nhân phóng xạ duy nhất có trong khí thải từ trường hợp khẩn cấp như vậy (tr 14).
  6. Giả thuyết về nguồn gốc của ruthenium-106 từ các nguồn y tế là không thực tế. Nguồn của loại này có hoạt động từ một số MBC (megabekkereli) đến vài chục MBq mỗi, và không có thông tin về các nguồn y tế khác (tr. 13) (làm nổi bật hoạt động – từ 100 đến 300 TBq).
  7. Giả thuyết về sự phóng thích ruthenium ở độ cao cao (ví dụ như kết quả của sự phá hủy vệ tinh) là không thực tế vì nhiều lý do: các máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ như vậy không được sử dụng ở tất cả các vệ tinh; trong trường hợp này, hỗn hợp của đồng vị sống ngắn ruthenium-103 sẽ không có mặt; trong trường hợp vệ tinh rơi xuống, sự phân bố theo chiều dọc và ngang của ruthenium-106 trong khí quyển sẽ hoàn toàn khác (tr. 18).
  8. Giả thuyết chính đáng duy nhất cho thấy là một lý do cho sự xuất hiện của ruthenium-106 trong khí quyển quá trình tái chế nhiên liệu chiếu xạ (bao gồm cả việc sản xuất các nguồn từ nó) (tr. 15).
  9. Hàm lượng ruthenium-103 được phát hiện (trung bình ít hơn 4000 lần so với hàm lượng ruthenium-106) cho thấy phơi nhiễm SNF trước khi tái xử lý là một số ít năm (tr. 17) – rất có thể là khoảng hai năm (tr. 16).Điều này là hoàn toàn có thể trong việc sản xuất các nguồn phóng xạ. Ở Pháp, phơi nhiễm SNF là 7-10 năm.
  10. Đặc biệt quan trọng là phân tích sản xuất cerium-144 để sản xuất một nguồn hoạt động cao, dự kiến ​​sẽ được tổ chức tại Mayak vào năm 2017 (tr. 17).

"Phiên bản trông rất thực tế và giải thích rất nhiều"

Đối với ý kiến ​​về các sự kiện liên quan đến điều tra, chúng tôi quay sang đầu. Phòng thí nghiệm của tổ hợp đồng vị phóng xạ của Viện nghiên cứu hạt nhân, RAS Boris Zhuikov.

Phiên bản gốc của ruthenium-106, được đưa ra trong ấn phẩm gần đây của Figaro [1], trông khá thực tế và giải thích rất nhiều. Phiên bản này là ruthenium-106 đã được phát hành trong quá trình nhận hạt nhân phóng xạ cerium-144 tại Mayak PO (chu kỳ bán rã là 285 ngày) để sản xuất một nguồn antineutrino dựa trên nó. Nguồn là cần thiết cho các thí nghiệm Pháp-Ý chung và đắt tiền ở Gran Sasso (Ý) [2].

Từ lâu, rõ ràng rằng lượng phát thải được ghi lại của ruthenium-106 chỉ có thể liên quan đến việc xử lý lại một lượng nhiên liệu hạt nhân đã tiêu tốn khá nhiều (SNF). Giả thuyết về nguồn gốc của một lượng lớn ruthenium-106 – sự phá hủy các nguồn y tế hoặc sự hủy diệt của vệ tinh – nhìn hoàn toàn không thực tế.Như chúng tôi đã viết trước đó, "rất có khả năng sự phóng thích ruthenium-106 này bắt nguồn từ việc tái xử lý SNF không đủ tuổi (1,5-7 năm) hoặc từ các giải pháp công nghệ (raffinates) được hình thành trong quá trình tái chế SNF."

Nhưng một báo cáo gần đây của một ủy ban quốc tế [4, 5] nói rằng, cùng với ruthenium-106, một số đồng vị ruthenium-103 ngắn ngủi cũng được tìm thấy trong khí thải. Theo đại diện phía Nga, điều này cho thấy rằng việc phát hành không thể xảy ra tại Mayak, vì phơi nhiễm nhiên liệu đã qua sử dụng trước khi tái chế là khoảng 6 năm hoặc hơn, và ruthenium-103 sẽ tan rã hoàn toàn trong thời gian này.

Thật vậy, tại Mayak, họ thường xuyên xử lý SNF ở độ tuổi cao trong một lò thủy tinh. Trong quá trình công nghệ, ruthenium-106 tinh khiết có thể được giải phóng dưới dạng oxit RuO dễ bay hơi.4. Để ngăn chặn điều này, khối lượng nóng chảy được đưa vào lò – một chất làm giảm rutheni tới trạng thái hóa trị thấp hơn, làm giảm tính biến động của nó.

Ngoài ra, một mô-đun đặc biệt để chụp RuO được cung cấp trong công nghệ xử lý.4 trên chất hấp thụ. Tất nhiên, mọi thứ có thể xảy ra, nhưng nó sẽ trông khá lạ nếu SNF không đủ điều kiện trước khi tái chế, và tác nhân khử không được giới thiệu, và mô-đun để hấp thụ RuO4 không hoạt động.Xét cho cùng, công nghệ được coi là chất thải: các chuyên gia có trình độ cao từ "Mayak", Viện nghiên cứu vật liệu vô cơ của Nga. A. A. Bochvar và các tổ chức khác đã làm việc trong nhiều năm để gỡ lỗi nó.

Một điều khác, khi thực hiện một chế biến đặc biệt, phi tiêu chuẩn. Cerium-144 hạt nhân phóng xạ thu được từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng trong một thời gian dài, nhưng trong trường hợp này, cần có trình độ công nghệ mới. Đầu tiên, một lượng lớn hạt nhân phóng xạ này được yêu cầu, và thứ hai, nó được yêu cầu để có được một sản phẩm từ SNF tương đối tươi. Thực tế là nếu chúng ta tái xử lý nhiên liệu đã qua sử dụng, thì trong cerium-144 thu được sẽ có nhiều đồng vị ổn định của cerium-140, cerium-142 và các tạp chất khác, và nguồn sẽ không trở nên nhỏ gọn. Sau đó, rõ ràng là tại sao trong trường hợp này, nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng được xử lý với độ trễ ngắn hơn.

Công nghệ hóa học để tách cerium-144 khỏi SNF, về nguyên tắc, được biết đến. Theo quy định, xeri được chiết xuất từ ​​các dung dịch có tính axit của SNF, chuyển đổi nó thành trạng thái tetravalent của Ce+4. Đối với điều này, các chất oxy hóa khác nhau được đưa vào dung dịch nước. Nhưng sau đó cùng một lúc RuO có thể được hình thành4, dễ bay hơi và chất khử (như trong quá trình thủy tinh) không thể được đưa vào – nếu không, không thể chiết xuất cerium theo cách này.Nếu đồng thời các dung dịch nước được làm nóng, thì ruthenium sẽ bay.

Tại lối ra của thông gió của các phòng "nóng", nơi chế biến thường được thực hiện, tất nhiên, có các bộ lọc, nhưng nếu đây chỉ là các bộ lọc bình xịt bình thường, và không phải là chất hấp phụ đặc biệt cho RuO4 (như trong một lò thủy tinh), chúng sẽ không hấp thụ hoàn toàn ruthenium-106. Thông điệp của các nhà khoa học Pháp nói rằng để có được lượng cerium-144 mong muốn (mà là hàng trăm ngàn curies), cần một vài tấn nhiên liệu hạt nhân đã qua chế biến, nhưng điều này là không thể. Theo thứ tự độ lớn, điều này khá phù hợp với ước tính số lượng ruthenium-106 quan sát được trong bản phát hành – 100-300 terabekquerels (3000-8000 curies), có tính đến sự khác biệt về sản lượng, chu kỳ bán rã và thực tế là không phải tất cả ruthenium đều bay đi. Vì vậy, tất cả mọi thứ, về nguyên tắc, có vẻ thật.

Hơn nữa, để xác nhận hoặc bác bỏ khả năng này, cần phân tích chi tiết công nghệ xác định cerium-144 và các điều kiện để thực hiện nó.

Boris Zhuikov


1. Une commande franco-italienne à l'origine de la ô nhiễm au ruthénium 106?
2. Dự án SOX.
3. SOX Thông cáo báo chí – ngày 1 tháng 2 năm 2018.
4. Thông cáo báo chí bằng tiếng Anh. ngôn ngữ.
5. Thông cáo báo chí bằng tiếng Nga.
6. B. Zhuikov "Ủy ban độc lập là cần thiết" // TrV-Science, số 244 ngày 19 tháng 12 năm 2017.


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

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