Откуда мог взяться рутений-106

См. также: “Загадка выброса рутения-106 раскрыта?”, “Необходима независимая комиссия” (выводы Б. Жуйкова на конец 2017 года), Загадочный рутений (репортаж о пресс-кнференции “Росатома” и представителя “Маяка”). Ответы Бориса Жуйкова на новые вопросы читателей газеты смотрите в интервью “Вопросы и ответы о рутении-106”. 

Предисловие от редакции

Об обнаруженном 27–29 сентября французскими и немецкими специалистами выбросе рутения-106, произошедшем, очевидно, на юге Урала в конце сентября 2017 года, широкой российской общественности стало известно только в конце ноября. И как водится, мы узнали об этом благодаря публикациям в западных СМИ, основанным на данных мониторинга национальных служб радиационного контроля (ISRN и BFS). Cкандал тлел с начала октября и разгорелся только сейчас.

В конце сентября в Европе уровень загрязнения варьировался от нескольких микробеккерелей (мкБк) до 5,5 миллибеккерелей (мБк) на куб. м. Французские эксперты предположили на основе компьютерного моделирования, что радиоактивный выброс произошел где-то на территории России, между Волгой и Уралом, а количество рутения-106 в точке выброса — от 100 до 300 терабеккерелей (ТБк) [1]. Немецкие специалисты считают, что выброс случился где-то на Южном Урале, оговариваясь, впрочем, что это могло случиться и где-то еще на юге России или в Казахстане [2].

В свою очередь Росгидромет, находящийся в подчинении у Минприроды РФ, утверждает, что своевременно сообщал об обнаружении радиоизотопа Ru-106 в своем еженедельном мониторинге о загрязнении окружающей среды. Так, в выпуске 6–13 октября [3] он сообщил о повышении уровня рутения-106 на своих постах на Южном Урале с 25 сентября (по данным «Тайфун» Росгидромета, загрязнение (суммарная бета-активность) составило 5,2×10^-2–7,5×10^-2 Бк/м³ [8]).

По данным Росгидромета, 26–27 сентября продукты распада Ru-106 были зафиксированы в Татарстане, 27–28 сентября облако загрязнений переместилось в Волгоград и Ростов-на-Дону. С 29 сентября его уже фиксировали страны Европы (n×10^-3 Бк/м³). 2–6 октября Ru-106 был обнаружен в пробах аэрозолей в Санкт-Петербурге, и на этот момент концентрация Ru-106 в Европе снизилась до n×10^-4 Бк/м³.

Столь стремительное распространение загрязненного облака с Южного Урала Росгидромет объясняет метеорологической обстановкой (смычкой двух антициклонов), «благодаря которой возникли условия для активного восточного переноса воздушных масс и загрязняющих веществ с территории Южного Урала и Южной Сибири в район Средиземноморья и затем на север Европы».

Теперь руководство Росгидромета жалеет, что опубликовало данные по рутению-106 без указания предельно допустимой концентрации (ПДК), что, мол, вызвало некорректную, а иногда и преднамеренно недобросовестную интерпретацию этих данных некоторыми СМИ и общественными организациями. По данным главы Росгидромета Максима Яковенко, концентрация рутения-106 ни разу не превышала ПДК [4].

Стоит отметить, что еще 11 октября «Российская газета» опубликовала сообщение Росатома, согласно которому в России Ru-106 не обнаружен, кроме единственного пункта измерения в Санкт-Петербурге; на предприятиях Росатома радиоактивность в пределах нормы и соответствует естественному радиационному фону. Более того, газета со ссылкой на экспертов Росатома предположила, что следы рутения-106 ведут вовсе не на юг России, а в одну из стран на востоке Евросоюза, но мы не будем показывать на эту страну пальцем. Свои выводы эксперты основывали на том, что, мол, пробы аэрозолей показали наличие в России рутения-106 только в Санкт-Петербурге, в то время как «концентрация Ru-106 в воздухе над Румынией составляла 145 000 мкБк/м³, над Италией — 54 300, Украиной — 40 000, Словенией — 37 000, Польшей — 9 930 мкБк/м³» [5].

Получается, что Росатом и Росгидромет противоречат друг другу. Глава Росгидромета напомнил, что еще 20 октября руководство администрации Челябинской области провело специальный брифинг для СМИ, на котором подтверждался факт наличия рутения-106 в пробах, взятых Уральским управлением гидрометеорологической службы. Тут же журналистам пояснили, что концентрации Ru-106 «в сотни-тысячи раз ниже допустимой среднегодовой объемной активности и не представляют опасности для населения». Там же заявили о некоем «транзитном» происхождении рутения [6].

Предисловие подготовлено Наталией Деминой

Откуда мог взяться рутений-106

Что же могло произойти на самом деле? Своим анализом данных с выбросом рутения-106 с ТрВ-Наука поделился докт. хим. наук, зав. Лабораторией Института ядерных исследований РАН Борис Жуйков.

Последние месяцы Европа и Россия взбудоражены сообщениями о надвигающемся радиоактивном облаке рутения-106. Люди задаются вопросом: в чем же дело, что же произошло?

Обычная история. Как случается что-то связанное с радиоактивностью, специалисты, работающие именно в этой области, хранят молчание, а комментируют люди, которые кое-что слышали о радиоактивных изотопах, но на самом деле в этом не разбираются.

Мне пришлось в свое время работать с радиоактивными изотопами рутения, изучать их летучесть. В общем, дело понятное.

1. Как получают рутений-106?

Этот радионуклид (период полураспада — 374 дня) — продукт деления урана и получается при работе ядерных реакторов. На циклотронах его вовсе не получают, разговоры об этом — глупость.

Выход рутения-106 в продуктах деления — 0,4%, а другого, более короткоживущего радиоизотопа рутения — рутения-103 (период полураспада — 39 дней) — 3%. Химическое поведение обоих радионуклидов одинаково, и если второго изотопа не видно (как в данном случае), это значит, что рутений-106 выделился из старых продуктов атомного реактора года через полтора или даже несколько лет после наработки.

2. Как мог получиться выброс чистого рутения-106?

Чистый рутений-106 получают в небольших количествах для изготовления аппликаторов для лечения некоторых глазных заболеваний. Но объяснять появление огромного рутениевого облака какой-то переработкой этих медицинских продуктов нельзя. По оценке Института ядерной и радиационной безопасности Франции (IRSN) [1], выброс составил 100–300 терабеккерелей. Это огромная активность, никаких аппликаторов не хватит. Да и зачем их перерабатывать?

Еще одна утка: рутений появился в результате разрушения спутника. Но, по данным МАГАТЭ, в рассматриваемое время падений подобных спутников не происходило. Так в чем же дело? Почему не видно других продуктов расщепления урана?

Дело в том, что рутений обладает достаточно редким для металлов химическим свойством: он образует легколетучее соединение — тетраоксид рутения. Так что при нагревании ядерных отходов на воздухе до определенной температуры полетит только рутений. Есть и другие легколетучие продукты деления урана, например иод-131, но он уже распался (период полураспада — 8 дней); другой изотоп иода — иод-129 имеет очень большой период полураспада (16 млн лет), поэтому его активность крайне мала и на этом фоне не видна.

Таким образом, если выпаривать на воздухе водный раствор старых радиоактивных отходов или нагревать их в печи для остекловывания, то полетит только рутений-106 в виде тетраоксида. Такие долгоживущие радионуклиды, как стронций-90, цезий-137, в данных условиях не летучи и поэтому не выделяются при нагревании. Они появляются в воздухе либо при взрыве и выбросе твердого или жидкого вещества, либо при нагревании до гораздо более высокой температуры — при работе ядерного реактора. Существующие технологии переработки радиоактивных отходов, безусловно, предусматривают улавливание улетевшего рутения специальными фильтрами, но, видимо, в данном случае фильтры не работали.

3. Как распространяется рутений-106?

Попав в атмосферу, рутений будет осаждаться на частичках пыли уже в виде малолетучего диоксида. Распространение может быть довольно широким, и облако может распространяться далеко в соответствии с метеоусловиями. Частичное выпадение частиц приводит к повышенной концентрации радиоизотопа на поверхности в отдельных пунктах. Естественно, больше таких пунктов будет поблизости от того места, где произошел выброс, но рутениевые осадки могут случиться и довольно далеко от места аварии. Сам рутений-106 испускает только бета-частицы, но его распространение легко проследить по гамма-активности дочернего короткоживущего продукта распада — родию-106.

4. Где бы это могло произойти?

На опубликованных картах видно (см. рис. 1 и 2), что облако начало свое распространение от Уральского региона. Из крупных ядерных объектов там расположено производственное объединение «Маяк», предприятие госкорпорации «Росатом» в г. Озёрске (Челябинская область). Не так далеко, рядом с Екатеринбургом, действует Белоярская атомная электростанция — также предприятие «Росатома». Большинство комментаторов подозревают в инциденте «Маяк», потому что именно там занимаются переработкой отработавшевого ядерного топлива (ОЯТ).

Пункты с наибольшим загрязнением рутением-106, согласно опубликованному бюллетеню Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды России (Росгидромета) [8], — поселки Метлино, Аргаяш, Худайбердинск, Новогорный — находятся как раз в этих местах, в Челябинской области. «Маяк» отрицает причастность к аварии и выбросам. Это предприятие закрытое, несанкционированный доступ на любые его объекты строго запрещен, так что проверить их довольно трудно.

5. Насколько это опасно для населения?

Власти и специалисты говорят, что обнаруженные концентрации рутения-106 не опасны. Многие люди, памятуя Чернобыльскую историю, им не верят. Давайте разберемся детально.

Журналисты и некоторые экологи любят сравнивать уровень загрязнения с фоновым значением (как они говорят — обычным или нормальным значением). Это совершенно неправомерно. Если фоновое значение какого-то редкого вещества близко к нулю, то и тысячекратное превышение фона мало о чем говорит.

Дело вовсе не в наличии радиоактивности, а в уровне радиоактивности. Совершенно неправильно думать, что любая радиоактивность вредна. Какая-то радиоактивность есть везде и всегда. При малых дозах (и только при малых дозах!) количество заболеваний вовсе не пропорционально дозе облучения, скорее наоборот (радиационный гормезис). Человеческому организму необходим такого рода иммунитет, иначе он может погибнуть, например, после вспышек на Солнце.

Существуют нормы [10], они довольно жесткие и сделаны с большим запасом. Согласно этим нормам, для профессионалов, работающих с радиоактивностью и под постоянным контролем (лица категории А) норма предельного годового поступления в организм рутения-106 составляет до 1 100 000 беккерелей, на рабочем месте в воздухе его можно иметь не более 440 беккерелей на куб. м.

Для лиц категории Б — всего населения — нормы более жесткие: не более 36 000 беккерелей внутрь организма и 4,4 беккерелей на куб. м в среднем за год. Радиотоксичность рутения-106 выше, чем у цезия-137, но ниже, чем у стронция-90.

По опубликованным данным Росгидромета [8], которым нет оснований не доверять, максимальное зарегистрированное содержание рутения-106 в воздухе составило в п. Аргаяш 0,046 беккерелей на куб. м. То есть, чтобы получить дозу, предельную для населения, человеку надо вдохнуть как минимум около миллиона кубометров такого воздуха, а профессионалу — 100 млн м³. А человек вдыхает обычно нескольких тысяч кубометров в год… Либо нужно тщательно слизать рутений с наиболее активной поверхности (п. Метлино) на площади примерно 50 м².

Но даже временное превышение предельно допустимой концентрации не так страшно. Ведь иначе весь центр Москвы, не говоря уже про Челябинск и Норильск, давно уже нужно было эвакуировать, так как там регулярно наблюдается многократное превышение предельно допустимых концентраций вредных химических веществ. И, с моей точки зрения, это гораздо более важная проблема. Но к радиоактивности у народа отношение особое — радиоактивность нельзя увидеть, понюхать и пощупать, поэтому она так пугает.

Значит ли это, что беспокоиться совершенно не о чем? Не совсем так. Безусловно, ни о какой эвакуации, даже из самых загрязненных мест, говорить не приходится. Но выпадение радиоактивных веществ может быть очень неравномерным, и тщательный контроль в зараженных областях необходим. И конечно, надо найти причины случившегося и исключить подобное в будущем.

Борис Жуйков

1. www.irsn.fr/EN/newsroom/News/Pages/20171109_Detection-of-Ruthenium-106-in-France-and-in-Europe-Results-of-IRSN-investigations.aspx
2. www.bfs.de/SharedDocs/Kurzmeldungen/BfS/EN/2017/1003-ruthenium-106.html
3. Первоначальная на 20 ноября 2017 года (web.archive.org/web/20171120201507/www.meteorf.ru/product/infomaterials/91/15078/?sphrase_id=134576) и измененная (www.meteorf.ru/product/infomaterials/91/15078/) таблица Росгидромета.
4. interfax.ru/russia/588721
5. rg.ru/2017/10/11/otkuda-v-atmosfere-nad-evropoj-poiavilsia-radioaktivnyj-izotop-rutenij.html
6. rosatom.ru/journalist/smi-about-industry/rosgidromet-ne-skryval-informatsiyu-o-povyshenii-urovnya-ruteniya-106/
7. ria.ru/incidents/20171121/1509248320.html
8. www.rpatyphoon.ru/upload/medialibrary/f21/byulleten_rorf_09_2017.pdfrpatyphoon.ru/upload/medialibrary/f21/byulleten_ rorf_09_2017.pdf
9. openrussia.org/notes/716326
10. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). Санитарные правила и нормативы (СанПиН 2.6.1.2523-09). Государственное санитарно-эпидемиологическое нормирование Российской Федерации. Москва, 2009. http://www.ritverc.ru/normadoc/NRB_2009.pdf.
11. www.irsn.fr/EN/newsroom/News/Documents/IRSN_Information-Report_Ruthenium-106-in-europe_20171109.pdf