Рутений-106

Сегодня мне попалась такая вот новость об утечке радиоактивных материалов где-то на Урале:

Росгидромет 20 ноября заявил о 986-кратном превышении концентрации радиоактивного изотопа рутения-106 в воздухе Челябинской области, которое было зафиксировано еще в конце сентября. Несмотря на содержащуюся в сообщении оговорку, что даже в такой концентрации изотоп безопасен, российские и международные СМИ написали о серьезной радиоактивной утечке на юге Урала.

История эта настолько запутанная, что я решила сделать небольшой разбор – впрочем, не претендующий на истину в последней инстанции; кроме того, я сразу скажу, что писала этот текст как физик по первому образованию и научный журналист, а не как специалистка именно по радионуклидам. Я постаралась сформулировать ряд вопросов, проверить доступные мне источники и собрать всю мало-мальски полезную информацию.

1. Опасно ли то, что произошло?

Строго говоря, мы не знаем, но по официальным данным – опасности нет. Существенное превышение концентрации одного из радионуклидов – было, однако имеющиеся нормативы концентрация этого самого рутения-106 не превышены. Сделаю пояснение: норматив прописывает не то, сколько того или иного вещества содержится в естественной и незагрязнённой среде, а то, сколько его там может быть без вреда для здоровья.

Зафиксированное и озвученной Росгидрометом значение порядка десятков миллибеккерелей на кубометр воздуха означает, что за одну секунду в комнате средних размеров распадался один атом рутения-106. Это и вправду мало, так как, для сравнения, один обычный банан имеет активность в десятки беккерелей: если вы съели половину банана, то внутри вашего тела будет на порядки больше радионуклидов, чем если бы вы дышали тем самым воздухом.

Я бы с чистой совестью написала, что опасности нет, однако см. пункт 4 ниже.

2. Что такое рутений-106? Много вопросов и ответов.

Рутений – это металл платиновой группы. В ювелирном деле он не используется, но тоже редкий и дорогой, нужен преимущественно для производства электротехнических деталей, благо он жаростойкий и прочный; ещё немного рутения добавляют в различные специальные сплавы. Подчеркну, что сам по себе рутений не радиоактивен: радиоактивны лишь некоторые его изотопы.

Изотопы, напомню, это варианты атомных ядер одного элемента. У того же рутения в ядре всегда по 44 протона, а вот нейтронов может быть разное количество и каждый изотоп рутения (а равно любого иного элемента) обозначают числом после названия. Стабильные, то есть нерадиоактивные, изотопы рутения обозначаются как рутений-96, рутений-98, рутений-99, рутений-100, рутений-101, рутений-102 и рутений-104. А вот рутений-106 уже радиоактивен, его атомные ядра из-за избытка нейтронов неустойчивы и имеют период полураспада около года: последнее значит то, что через год половина образца рутения-106 превратится в другие элементы.

В ядрах атомов рутения-106 один из избыточных нейтронов со временем превращается в протон и попутно испускает ещё две частицы: электрон и антинейтрино. Последнее почти ни с чем не взаимодействует и поток антинейтрино совершенно безобиден, электрон вылетает наружу, а протон остаётся внутри ядра – превращающегося при этом в родий-106, это изотоп другого металла платиновой группы. Родий-106 далее тоже распадается, причём ещё быстрее (период полураспада 28 секунд) и даёт тоже протон, электрон и антинейрино – на выходе мы имеем уже атомное ядро палладия-106, совершенно безобидного и при этом, кстати, вполне себе ювелирного металла.

Цепочка из двух превращений “рутений-106 — родий-106” и “родий-106 — палладий-106” приводит к появлению двух вылетевших наружу электронов и это называется бета-излучением. Бета-излучение относится к той самой радиации, что опасна для здоровья, и тут есть два момента, хороший и плохой. Хороший: бета-излучение слабенькое и если у вас есть бета-активный твёрдый образец, то его достаточно заключить в толстую фольгу, никаких толстых свинцовых стенок не нужно. Плохой: если образец пролился/испарился, то фонить он может продолжить непосредственно внутри организма, куда попадёт воздушно-капельным путём или с пищей. 

Рутений-106 в природе не встречается (оно и понятно: если за год распадается половина атомов, то через два года останется четверть, а через сто лет закончится любое разумное количество). Но его много в отработанном ядерном топливе и иногда его даже специально извлекают для применения в медицинских целях: компактный источник бета-излучения на основе рутения-106 хорош для прицельного выжигания злокачественных опухолей. Такие источники облучают только то, что непосредственно к ним примыкает и через некоторое время становятся безвредны – через десять лет излучение будет в тысячу раз слабее, а за полвека медицинский источник бета-излучения станет капсулой с совершенно безвредным палладием. Я сейчас немного погуглила и выяснила, что рутениевые источники как минимум некоторое время назад предлагала российская компания “Изотоп”,  а задачка по расчёту лучевой терапии нашлась в медицинском учебнике.

3. Что произошло?

Мы не знаем. Это совершенно точно не авария на ядерном реакторе: в атмосфере нашли только сравнительно редкий изотоп, в то время как при авариях на АЭС в воздух летит уйма всякой гадости – йод-131, стронций-90, цезий-137 и ещё несколько десятков наименований. Также объём выброса, точнее суммарная активность, оцениваются минимум в 100 терабеккерелей, то есть 100 миллионов миллионов беккерелей, МБк. Поиск по промышленным и медицинским источникам на основе рутения показывает, что они бывают в десятки МБк, а тут вылетело в десятки миллионов раз больше. Если даже кто-то умудрился бы собрать весь используемый в мире для лучевой терапии рутений в одном месте и распылить, эффект был бы не столь заметен. Скорее всего авария произошла на этапе выделения или очистки рутения – так что версия “Гринпис” представляется вполне разумной, в организации считают что “аварийный выброс рутения-106 может быть связан с остекловыванием отработавшего ядерного топлива”.

4. Что заставляет проявлять беспокойство?

То, что поначалу новость пришла с мониторинговых станций в Европе. Тут плохо не то, что “радиоактивное облако дошло до Европы” – уровень облучения людей при этом никакой роли не играет, дым от контрабандных сигарет опаснее на порядки даже с точки зрения того же облучения (1 кг табака – до тысячи беккерелей) – а то, что российские источники поначалу принялись всё отрицать, да и сейчас отрицают.

Вот, например, заметка в “Российской газете” от 11 октября:

Однако, учитывая возникшую в обществе обеспокоенность, специалисты “Росатома” в дополнение к собственной информации обратилась за сведениями в Росгидромет о возможном содержании Ru-106 в атмосфере на территории Российской Федерации – в том числе вокруг объектов атомной отрасли.

И вот резюме: “Данные, полученные из cистемы радиационного мониторинга Росгидромета, свидетельствуют, что в пробах аэрозолей в период с 25 сентября по 7 октября на территории Российской Федерации, в том числе и на Южном Урале, Ru-106 не обнаружен, кроме единственного пункта измерения в Санкт-Петербурге”.

Но и в этой точке, как выясняется, концентрация Ru-106 за период со 2 по 6 октября была ничтожна – 115,4 мкБк/м3. Из пояснений, данных “РГ” специалистами, это на четыре порядка ниже допустимой объемной активности, регламентируемой Нормами радиационной безопасности (НРБ).

Одновременно с этим в заявлении “Росатома” приведены весьма примечательные данные мониторинга на территории Европы. Это, подчеркнем, уже подтвержденные сведения из МАГАТЭ. И они таковы: концентрация радиоактивного изотопа 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. Если сопоставить эти цифры и вспомнить тот мизерный уровень, что обнаружен в районе Петербурга, даже не специалист может понять, где и внутри чьих границ надо искать утечку – как источник фейковых новостей и общего переполоха.

Мало того, что потом выяснилось, что превышение таки было на Южном Урале (и с концентрациями уже порядка сотых долей Бк/м3 – то есть порядка “обнаруженного над Италией”), так ещё есть и данные французского института ядерной и радиационной безопасности – моделирование показало, что с учётом метеорологической обстановки источник выбросов располагается где-то в районе Южного Урала.

Если нам соврали в России один раз, то где гарантия того, что не соврут и второй? То есть где гарантия того, что мы сейчас видим все данные, а не только избирательно отобранные? Если же перед нами не злой умысел, то ситуация тоже не радует: получается, что утечку радиоактивных веществ где-то под Челябинском мы надёжнее определим по станциям наблюдения во Франции, чем на основе своих собственных наблюдений. Право слово, версия “хотели скрыть аварию” на этом фоне ещё оптимистична.

Отдельно отмечу и то, что новость вида:

Челябинск. 21 ноября. ИНТЕРФАКС-УРАЛ – Жители Челябинской области не обращались в правоохранительные органы с жалобами на повышенное содержание рутения в воздухе

просто дикая. Рутений-106 бытовым дозиметром обнаружить практически невозможно до тех пор, пока его концентрация не превысит всех мыслимых норм – поэтому да, обычные люди даже при реальной угрозе ничего выявить не смогут. Цитата:

Опасности для населения нет, заявил главный онколог Челябинской области Андрей Важенин. Тем, кто волнуется по поводу выброса, он посоветовал “смотреть футбол и пить пиво”

пусть и выдрана из контекста, но тоже диковата – врач, в моём представлении, всё-таки должен давать внятные объяснения. На постсоветском пространстве все люди старше 30 лет прекрасно помнят аварию на ЧАЭС, о которой поначалу тоже молчали, а уж в Челябинской области и вовсе есть полно потомков переживших катастрофу с выбросом радионуклидов в реку Теча.

Иными словами, если бы я жила вблизи предполагаемого места аварии, то требовала бы вслед за Гринпис независимого расследования, а в перспективе бы уехала от “Маяка” подальше, несколько аварий за полсотни лет в сочетании с традициями их замалчивания здоровь не прибавят. А вот если вы живёте чуть подальше, то на превышение фона этого редкого изотопа даже в сотни раз можно смело наплевать – это не изотопа много, а фон крайне низкий. Курение и выхлопные газы, дым от угольных ТЭЦ, пластификаторы из дешёвой пластмассы – всё это для жителей обычных городов куда более опасно, чем радиация от аварий на удалённых объектах.

5. Что почитать?

Медузу (Евгений Берг), BBC. Ну и на правах саморекламы – мой разбор до сих пор гуляющего по сети фейка о Фукусиме, я там ещё немного рассказываю про радиацию в целом. UPDATED: ещё стоит глянуть N+1 (Илья Ферапонтов) и, конечно, “Троицкий вариант” (Борис Жуйков, Наталия Дёмина). А вот URA.ru опросили, простите, каких-то бешеных параноиков или очень сильно исказили смысл ими сказанного: например, там есть фраза “никогда не удастся отчистить”, которая лишена смысла в силу сравнительно короткого полураспада рутения-106. Слова о том, что “скорее всего, вместе с рутением произошли выбросы и других изотопов, которые просто быстрее распадаются” тоже крайне странные: если уж станции наблюдения в Европе засекли экзотический рутений-106, они наверняка бы обнаружили всё остальное.