Die radioaktive Wolke am Ural hat jetzt eine mögliche Erklärung | Wissenschaft 2020

Anonim

Zwischen September und Oktober 2017 wurden zwei Wochen lang in weiten Teilen Europas abnormale Konzentrationen eines radioaktiven Isotops, Ruthenium-106, nachgewiesen, von Norwegen bis Frankreich, von der Ukraine bis Griechenland, mit einer Höchstkonzentration im südlichen Ural. in Russland an der Grenze zu Kasachstan. Die aufgezeichneten Konzentrationen waren zu niedrig, um ein Gesundheitsrisiko darzustellen, aber das Problem ihrer Herkunft blieb offen.

Die Geschichte der radioaktiven Wolke am Ural, gut erklärt

Eine mögliche Hypothese. Nun schlägt ein Bericht des französischen Instituts für Strahlenschutz und nukleare Sicherheit (IRSN), das erstmals die Nachricht von dem Verlust veröffentlichte, eine plausible Erklärung der Ursachen der Wolke vor. Dem Dokument zufolge wäre das Leck im Kernkraftwerk Mayak in der Nähe von Ozyorsk (Südrussland) entstanden, wo das verbrauchte Kernmaterial heute wiederaufbereitet wird.

Die abnormale Freisetzung von Ruthenium-106, einem Zerfallsprodukt von Kernreaktionen, könnte vorgekommen sein, als die Techniker des Standorts an der Herstellung einer hochradioaktiven Komponente für ein wichtiges Experiment der Teilchenphysik der INFN Gran Sasso National Laboratories im Jahr 2003 arbeiteten Abruzzen, ein Projekt, das in den letzten Wochen abgesagt wurde. Nach Angaben der Wissenschaft hätten die russische Regierung und die Nuklearbehörde des Landes diese Schlussfolgerungen definitiv bestritten.

Die Spur der Winde. Mit computergestützten Modellen, die Luftproben und Daten zur Strömungstendenz und zu anderen meteorologischen Phänomenen enthielten, hatten die französischen Wissenschaftler bereits eine gute Annäherung an den Ursprungsbereich des Lecks gefunden und einige mögliche Ursachen ausgeschlossen: Die Wolke hätte nicht kommen können von einer Bombe oder von einem nuklearen Unfall, weil in diesem Fall Niveaus anderer viel höherer Isotope registriert worden wären.

Die Hinweise führten zur Wiederaufbereitungsanlage für abgebrannte Brennelemente von Mayak: Laut dem am 6. Februar veröffentlichten Bericht versuchte die Anlage, eine Cer-144-Kapsel für das SOX-Experiment (Short Distance Neutrino Oscillations with BoreXino) des Gran zu produzieren Sasso sollte als mögliche Ursache untersucht werden. Die nachgewiesene Menge an Ruthenium-106 könnte nur aus der Verarbeitung von mehreren Tonnen abgebranntem Kernbrennstoff stammen.

Darüber hinaus ließ uns der Ruthenium-106-Anteil im Vergleich zu einem in der Wolke in kleineren Mengen vorhandenen Isotop mit schnellerem Zerfall, Ruthenium-103, an Kernstäbe denken, die ein oder zwei Jahre lang aus einem Reaktor entfernt wurden. Im Allgemeinen bleiben die radioaktiven Riegel vor einer möglichen Wiederaufbereitung mindestens 10 Jahre "in Ruhe". Diese junge Arbeit scheint durch die Notwendigkeit einer hochradioaktiven Quelle, wie sie für das SOX-Experiment erforderlich ist, motiviert zu sein.

Image Techniker arbeiten im Borexino-Detektor des SOX-Experiments. | INFN

Ein Flaggschiff der Physik. Wir hatten hier über das international relevante Experiment geschrieben, das auf die Untersuchung von Neutrinos und einigen ihrer Anomalien abzielte: Das Projekt beinhaltete einen unterirdischen Detektor, der eine spontane radioaktive Zerfallsquelle verwendete (nicht sehr verschieden von denen, die in Krankenhäusern zur Durchführung von Untersuchungen verwendet wurden). Diagnostika und Therapien, die zu Kernspaltungsreaktionen nicht in der Lage sind).

Die Quelle bestand aus 40 g Pulver von Cerio 144, das in italienischen Laboratorien durch ein mehrschichtiges Schutzsystem geschützt worden wäre, das höher war als jeder Sicherheitsstandard.

Die Mayak Production Association, das einzige Unternehmen, das diese Zer-Kapsel liefern kann, hat mit dem Komitee für Energie- und Energiealternativen (CEA), Partner des INFN im Rahmen des SOX-Experiments, einen Vertrag über die Lieferung von unterzeichnet Radioaktive Quelle, die Anfang 2018 hätte eintreffen sollen.

technische Schwierigkeiten. Im Dezember hatte Mayak jedoch festgestellt, dass es nicht möglich war, den gewünschten Grad an Radioaktivität zu erreichen: SOX hätte nicht die erforderliche Empfindlichkeit für das Experiment gehabt. Daher gaben INFN und CEA am 1. Februar ihre Annullierung bekannt (ein bedeutender Verlust) für diejenigen, die auf diesem Gebiet forschen). Die Russen haben nicht "absolut nichts über den radioaktiven Verlust" gesagt, bestätigte der Forscher.

Für französische Wissenschaftler ist die Wolke möglicherweise auf einen Verarbeitungsfehler im russischen Werk zurückzuführen. Ein unkontrollierter Temperaturanstieg während der Abtrennung des Cers vom abgebrannten Brennstoff hätte einen Teil des Rutheniums in Rutheniumoxid umwandeln können, ein Gas, das dann aus den Filtern der Struktur entkommen wäre und sich zu Partikeln verfestigt hätte, die dann weiter transportiert werden könnten Europa. Für andere Wissenschaftler ist diese Phase bei hohen Temperaturen jedoch nicht unabdingbar: Russische Quellen sprechen von einem "außergewöhnlich seltenen meteorologischen Ereignis", das dem Phänomen zugrunde liegt.

* Korrektur 20/02/2018 * In einer früheren Version des Artikels wurde fälschlicherweise eine Vereinbarung zwischen dem INFN und der Mayak Production Association gemeldet.