Рутений 106 чем опасен для человека
Характеристики и влияние на организм Рутения 106
Химический элемент рутений был впервые открыт и описан учёным Карлом Клаусом в 1944 году. Он был получен из платины, добывающейся на рудниках Урала. Название вещества происходит от латинского названия России — Ruthenia. Сам этот элемент не опасен для человека, но вот его радиоактивный изотоп под названием рутений-106 обладает губительным воздействием на многие жизненно важные системы организма.
Характеристика элемента
Рутений — это химический элемент и соответствующее ему простое вещество с формулой Ru. Оно представляет собой драгоценный металл серебристого цвета из группы платиновых, отличающийся высокой инертностью, большой температурой плавления (более 2300 °C) и устойчивостью к воздействию кислот. В периодической системе его можно найти под атомным номером 44, в восьмой группе пятого периода. Природный рутений состоит из семи изотопов — Ru 96, 98, 99, 100, 101, 102 и 104. Все они перебывают в стабильном состоянии.
Период полураспада изотопа — чуть больше года (373 дня и 14 часов), также он претерпевает бета-распад в родий-106, который затем практически мгновенно переходит в палладий-106. Реакции в этой цепочке сопровождаются сильным бета- и гамма-излучением. Всё это делает элемент крайне опасным и радиотоксичным — эти характеристики у рутения-106 даже выше, чем у цезия-137, выбросы которого произошли в известных катастрофах на Чернобыльской АЭС и Фукусиме-1.
Области использования
Уникальные физические и химические свойства рутения помогли ему найти применение в некоторых сферах жизни человека. Металл используют для следующих целей:
Радиоактивный изотоп металла Ru 106 тоже может применяться в некоторых сферах производства — при строительстве генераторов спутников и в создании устройств для лечения лучевой болезни и глазных опухолей.
Кроме того, рутений является драгоценным металлом и используется в ювелирной промышленности, обычно в качестве элемента для сплавов. Добавление небольшого количества этого вещества к основному материалу повышает прочность, твёрдость и износоустойчивость изделия, не оказывая негативного влияния на эстетические качества. Стоимость металла на рынке гораздо ниже, чем у родственных ему платины и палладия, и составляет около 8 долларов США за грамм.
Влияние на организм человека
Последствия облучения рутением серьёзны и долгосрочны. Он воздействует не только на текущее здоровье населения, флору и фауну в области заражения, но и на генетический материал, передающийся следующим поколениям. В сравнении с цезием-137 и некоторыми другими изотопами, период полураспада Рутения-106 не так велик, но и этого времени достаточно для того, чтобы нанести огромный ущерб всей местности распыления.
Симптомы отравления проявляются постепенно и с задержкой, потому влияние рутения-106 на организм человека заметно не сразу. Его описание соответствует общему перечню признаков облучения бета- и гамма-частицами.
Сразу после контакта с элементом могут возникнуть такие симптомы:
При длительном облучении более низкими, но всё ещё опасными дозами, рутений-106 и продукты его распада постепенно накапливаются в организме и проявляют себя с большой задержкой (иногда до полугода или более) в виде различных заболеваний. Ими могут стать:
Обширность воздействия и постепенное проявление симптомов сильно затрудняют диагностику. При отсутствии должного вмешательства от специалистов, радиация медленно разрушает организм на всех уровнях.
Инцидент с рутением на Урале
Одной из причин повышения интереса общественности к действию на человека рутения-106 стал инцидент с участием этого изотопа на Урале. Поступающая противоречивая информация о дозе радиации и том, откуда она взялась, стала причиной паники и путаницы среди местного населения. Согласно заявлениям исследователей из Германии, облако рутения-106 прошлось по всей Европе, а концентрация была крайне высокой. Российские СМИ опровергают это утверждение, утверждая, что уровень радиации оставался в пределах установленных норм безопасности.
Исследования, запрошенные и проведённые различными организациями, также показали противоречивые результаты. Согласно некоторым из них, уровень содержания рутения-106 на исследуемой территории превышал обычное значение в сотни раз — если точнее, в 986 и 440 раз в посёлках Аргаяш и Нагорный Челябинский. Однако другие СМИ отметили, что такое повышение могло возникнуть в результате полного отсутствия рутения на исследуемых территориях в прошлые месяцы. Таким образом, возникновение небольшого, находящегося в пределах нормы количества этого элемента уже стало «возрастанием в сотни раз».
Правда о том, произошло ли облучение территории рутением-106, пока остаётся неясной, как и то, каково было его происхождение. Радиоактивные волны невидимы, беззвучны, не издают запах, а симптомы их воздействия могут проявиться через месяцы или годы после облучения — в этом одна из основных опасностей подобных катастроф. Заражённый воздух, вода, пища и бытовые предметы могут накапливать и передавать радиацию спустя месяцы после исчезновения её источника, потому при угрозе контакта с ними стоит соблюдать предельную осторожность.
Защита от воздействия
Ответы на вопросы о том, чем опасен рутений-106 и какая от него защита существует — такие же, как и для любого другого радиоактивного изотопа. При его распаде образуется выброс бета-частиц и гамма-лучей, которые негативно влияют на организм человека. Лучший способ избежать их — не попадать в их радиус действия во время этого процесса.
Если взаимодействие с веществом уже произошло, необходимо немедленно покинуть заражённую зону. Радиация имеет свойство накапливаться, и чем дольше это происходит, тем сильнее негативное влияние на организм, потому длительное облучение особенно опасно. Выйдя из заражённой области, нужно избавиться от одежды и тщательно промыть всё тело слабым мыльным раствором несколько раз.
Окружающие объекты также могут стать защитой от излучения. Чтобы остановить бета-частицу, будет достаточно тонкого листа алюминия, а для гамма-волны понадобится толстая кирпичная стена.
Работникам, находящимся в зоне с повышенным загрязнением постоянно, защититься от вредного воздействия помогают специальные костюмы с деталями из свинца, вольфрама, тантала и других металлов с аналогичными свойствами. В комплекте с ними идут противогазы и специальные маски с очками. Существуют также особые средства и препараты, вводящиеся в организм перед взаимодействием с радиацией и нейтрализующие её вредное воздействие.
Определить уровень заражения можно с помощью специальных приборов, называемых дозиметрами. Его максимально допустимый уровень в местах производства — 4,4·10² Бк·м³/год, а в обычных населённых пунктах — 4,4 Бк·м³/год. Фоновая радиационная активность, которую человек получает каждый день из окружающей среды (и даже от элементов в собственном организме) практически неопасна и защититься от неё нельзя.
Лечение и вывод из организма
При подозрении на поражение радиацией, в том числе исходящей от рутения-106, человека необходимо госпитализировать. Врачи, соблюдая меры безопасности, проводят процедуру деконтаминации и другие меры, чтобы избавиться от внешнего и внутреннего загрязнения. Дальнейшее лечение радиационного поражения подбирается в зависимости от типа проявившихся симптомов. Важную роль в борьбе с излучением играет правильная диета. В ней должны присутствовать следующие компоненты:
Опыты на крысах показали эффективность голодания в схеме лечения радиационного облучения, но проводить его стоит только после консультации и под надзором врача, чтобы не причинить ещё больший вред ослабленному организму. Кроме того, медики выписывают больному энтеросорбенты и другие препараты, в зависимости от проявившихся симптомов.
Сильное облучение высокими дозами не поддаётся лечению и приводит к летальному исходу. Старания врачей направлены на предоставление больному максимального комфорта при помощи обезболивающих.
Чем опасен рутений-106 и почему мы не знали о радиактивном заражении
Естественно, при определенном уровне радиационного фона он становится опасным. На человеческий организм он действует так же как цезий-137. И, кстати, последствия его влияния проявляются не сразу, а где-то через полгода.
Большая Медицинская Энциклопедия сообщает, что критическим органом для растворимых соединений радиоактивных изотопов Р. является желудочно-кишечный тракт, а для нерастворимых соединений — в ряде случаев желудочно-кишечный тракт и легкие.
Что же касается недавнего случая с выбросом рутения-106, ученые говорят, что можно не беспокоиться. Его концентрация там, где он был обнаружен, ничтожна и многократно ниже тех концентраций радиоактивных изотопов (в первую очередь, радона и его продуктов распада), с которыми мы постоянно сталкиваемся, так что защищаться от него никак не нужно. Вот только верится в это слабо.
Между тем в течение дня продолжали поступать сообщения «Интерфакса»: зафиксированный выброс в воздухе рутения-106 не превышает предельно допустимых концентраций, заявил журналистам глава Росгидромета Максим Яковенко.
«По поводу источника, источник мы не ищем по одной простой причине: чего его искать, когда нет опасности»,- добавил он.
В то же время в администрации Челябинской области сообщили, что никакой паники в регионе нет. А челябинский областной онкодиспансер не располагает информацией об опасных концентрациях радиации в регионе.
Главный онколог области Андрей Важенин сообщил «Интерфаксу» сегодня.
Между тем уже к вечеру начала просачиваться довольно тревожная информация. Так, РИА Новости со ссылкой на Росгидромет сообщило, что в конце сентября экстремально высокое загрязнение воздуха этим радиоактивным изотопом наблюдалось на Южном Урале, высокое загрязнение — в Татарстане, Поволжье и Ростове-на-Дону.
Но опасно это или неопасно, кто-то подвергся серьёзному облучению или нет, мы вряд ли узнаем из официальных источников. И самое скверное, что мы ничего здесь сделать не можем. Тем более что каждый из нас уже получил своё, если уровень радиационного загрязнения действительно был высоким. Нам некуда уехать, убежать, уплыть, ибо Земля маленькая, нигде нельзя чувствовать себя в безопасности. Однако со стороны властей должно же быть какое-то официальное сообщение или нет?
И главное: нужно рассказать людям, какие меры профилактики нужны, чтобы обезопасить себя от возможных последствий, и делать это немедленно на государственном уровне.
Загадка выброса рутения-106 раскрыта?
См. также предыдущие материалы на эту тему: «Откуда мог взяться рутений», «Необходима независимая комиссия» (выводы Б. Жуйкова на конец 2017 года), «Загадочный рутений» (репортаж о пресс-конференции «Росатома» и представителя «Маяка»), ответы Бориса Жуйкова на новые вопросы читателей газеты.
Нет ничего тайного, что не становилось бы со временем явным. 2 февраля 2018 года французская газета Le Figaro опубликовала итоги расследования утечки рутения-106 [1]. Ссылаясь на мнение французских физиков-ядерщиков, газета выдвинула версию, что источником выброса было все-таки ПО «Маяк», но произошло это в результате выполнения работ по контракту, связанному с зарубежным научно-исследовательским экспериментом.
По информации «Фигаро», на «Маяке» производили выделение церия-144 по заказу французского Комиссариата по атомной и альтернативным видам энергии (Commissariat à l’énergie atomique et auxénergies alternatives, CEA) и итальянского Национального института ядерной физики (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, INFN).
Два института получили в 2012 году гранты общим размером 5 млн евро от Европейского совета по исследованиям (European Research Council, ERC) для проведения нового эксперимента с уже существующим высокочувствительным детектором «Борексино» (Borexino), с помощью которого ранее изучались солнечные нейтрино и антинейтрино из земных недр, в подземной лаборатории в горном массиве Гран-Сассо (Италия). Реализация проекта должна была начаться в 2017 году и завершиться через два года; возможно, это открыло бы новую эру в физике элементарных частиц и космологии [2]. В проекте принимали участие российские ученые из ведущих научных центров.
Для проекта SOX (Short Distance Neutrino Oscillations with boreXino) понадобился искусственный источник антинейтрино — радионуклид церия-144, за производство которого взялся «Маяк». По-видимому, эксперимент закончился неудачей. Возможно, выбросы рутения-106 в конце сентября 2017 года как раз и связаны с проведением этих работ.
Известные факты таковы. 1 февраля 2018 года проект SOX был прекращен «в связи с невозможностью произвести радиоактивный источник с требуемыми характеристиками» [3]. В пресс-релизе проекта отмечается, что в декабре 2017 года «Маяк» заявил, что не сможет произвести радионуклид церия-144 нужного качества и количества, который бы сыграл определяющую роль в проекте SOX.
Буквально за два дня до этого, 31 января 2018 года, в Институте проблем безопасного развития ядерной энергетики РАН (ИБРАЭ РАН) состоялось первое заседание Международной независимой комиссии по изучению проблемы появления изотопа Ru-106 в Европе в сентябре—октябре 2017 года.
К участию в этой комиссии были привлечены ведущие специалисты по радиационной безопасности, как российские, так и зарубежные. В частности, в работе принимают участие эксперты из французской и немецкой служб радиоконтроля (ISRN и BFS). Они первыми в октябре 2017 года сообщили о выявлении утечки рутения и представили модельные расчеты, указывающие на источник выброса.
Ранее на основе компьютерного моделирования французские эксперты предположили, что радиоактивный выброс произошел на территории России — где-то между Волгой и Уралом, а количество рутения-106 в точке выброса — от 100 до 300 терабеккерелей (ТБк). Немецкие специалисты, в свою очередь, предположили, что выброс случился где-то на южном Урале, оговорившись, впрочем, что это могло произойти и где-то еще на юге России или в Казахстане. Одним из главных подозреваемых в утечке стало производственное объединение «Маяк», которое находится на южном Урале.
Первые итоги работы международной комиссии опубликованы в пресс-релизе на сайте ИБРАЭ РАН, ставшем, по-видимому, итогом длительных дискуссий и компромиссов. Комиссия отметила, что, исходя из имеющихся данных, исключаются какие-либо последствия для здоровья населения. Гипотеза о «медицинском» происхождении Ru-106 — как медицинского, терапевтического источника — практически исключена (о версии про спутник ничего не сказано — впрочем, и ее раньше отвергло МАГАТЭ).
Комиссия на основе измерений, проведенных в России и других европейских странах, сделала вывод о том, что суммарная активность Ru-106, обнаруженная в воздухе в период с конца сентября до начала октября 2017 года, составляет порядка 100 ТБк. Модельные расчеты, выполненные в разных странах, согласуются друг с другом, однако из-за больших неопределенностей в настоящее время нет возможности сделать вывод о точном местонахождении рутениевого источника.
В заключении комиссии отмечается, что в некоторых странах в Ru-106 была обнаружена небольшая примесь Ru-103. Соотношение активности Ru-106/Ru-103 было одинаковым и соответствовало величине, характерной для относительно свежего отработавшего ядерного топлива.
Международная комиссия также решила, что требуется собрать и проверить все имеющиеся данные, сформировать единую базу данных и оценить качество этих данных. Эксперты обратятся в Росгидромет с просьбой предоставить данные по местным метеорологическим условиям и дополнительные данные по измерениям проб выпадений. Будут проведены и дополнительные измерения в точках, находящихся выше (по отношению к направлению ветра) тех мест, где был обнаружен Ru-106 в Челябинской области. Комиссия также посчитала полезным получить измерения из Румынии по выпадениям Ru-106 ввиду обнаруженных там больших значений активности Ru-106.
«По данным «Росгидромета», в конце сентября в Челябинской области наблюдался специфический атмосферный феномен нисходящей циркуляции воздушного потока. Комиссия считает, что эти данные должны быть приняты во внимание для дальнейшего рассмотрения», — отмечается в заявлении. В решении подчеркивается, что «на объектах ФГУП ПО «Маяк» и ГНЦ НИИАР в Димитровграде Ростехнадзор провел инспекции, охватывающие период с августа по ноябрь 2017 года, которые не выявили никаких отклонений от нормальных технологических процессов».
Комиссия приняла решение работать открыто и информировать общественность о полученных результатах и выводах, а свое следующее заседание проведет 11 апреля 2018 года в Москве [ 4, 5]. Впрочем, пока особой открытости не видно, и журналисты добывают дополнительную информацию окольными путями.
Еще раз повторим, что нет никаких оснований говорить, что выброс рутения-106 представлял реальную угрозу для населения или даже персонала. Проблема совершенно в другом: вызывает серьезную тревогу то, как наши официальные органы реагируют на такого рода инциденты и информируют о них российскую и международную общественность.
Выводы французских экспертов о ситуации с рутением-106
6 февраля 2018 года на сайте IRSN (Института ядерной и радиационной безопасности Франции) был опубликован доклад с результатами расследования происхождения рутения-106, обнаруженного во Франции и других странах Европы [1]. В преамбуле говорится, что доклад был представлен 31 января на первом заседании международной комиссии, о которой говорилось выше. Стоит отметить, что доклад сделан на хорошем профессиональном уровне. Выводы вполне обоснованны, изложены корректно и достаточно осторожно.
Ничего подобного российская сторона не представила, по крайней мере, для публичного рассмотрения.
В докладе можно отметить следующие важные моменты.
«Версия выглядит вполне реальной и многое объясняет»
За комментариями к событиям, связанным с расследованием, мы обратились к зав. лабораторией радиоизотопного комплекса Института ядерных исследований РАН Борису Жуйкову.
Версия о происхождении рутения-106, выдвинутая в недавней публикации «Фигаро» [1], выглядит вполне реальной и многое объясняет. Эта версия состоит в том, что рутений-106 выделился в процессе получения на ПО «Маяк» радионуклида церий-144 (период полураспада — 285 дней) для изготовления на его основе источника антинейтрино. Источник был необходим для дорогого и важного совместного французско-итальянского эксперимента в Гран-Сассо (Италия) [2].
Уже давно ясно, что зарегистрированные выбросы рутения-106 могут быть связаны только с переработкой довольно значительного объема отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Гипотезы о происхождении такого большого количества рутения-106 — разрушение медицинских источников или разрушение спутника — выглядят совершенно нереальными. Как мы писали раньше [6], «весьма вероятно, что данный выброс рутения-106 произошел от переработки недостаточно выдержанного ОЯТ (1,5–7 лет) или из технологических растворов (рафинатов), образующихся в процессе переработки ОЯТ».
Но в недавнем сообщении международной комиссии [ 4, 5] говорится, что наряду с рутением-106 в выбросах обнаружено некоторое количество также более короткоживущего изотопа рутений-103. По мнению представителей российской стороны, это говорит о том, что выброс не мог произойти в «Маяке», так как выдержка ОЯТ перед переработкой составляет около 6 лет или больше, и рутений-103 за это время полностью бы распался.
Действительно, на ПО «Маяк» регулярно осуществляют переработку хорошо выдержанных ОЯТ в печи остекловывания. В процессе технологии может выделяться чистый рутений-106 в виде легколетучего оксида RuO4. С целью предотвращения этого в печь вводят меломассу — вещество, восстанавливающее рутений до более низкого валентного состояния, что подавляет его летучесть.
Кроме того, в технологии переработки предусмотрен специальный модуль для улавливания RuO4 на сорбенте. Всё, конечно, может случиться, но выглядело бы достаточно странно, если и ОЯТ перед переработкой не были достаточно выдержаны, и восстановитель не ввели, и модуль для поглощения RuO4 не сработал. Ведь технология считается отработанной: высококвалифицированные специалисты из «Маяка», Всероссийского НИИ неорганических материалов им. А. А. Бочвара и других институтов много лет трудились над ее отладкой.
Другое дело, когда проводится специальная, нестандартная переработка. Радионуклид церий-144 получали из ОЯТ давно, но в данном случае был нужен новый технологический уровень. Во-первых, требовалось большое количество этого радионуклида, а во-вторых, требовалось получить продукт из относительно свежего ОЯТ. Дело в том, что если брать для переработки старое отработавшее топливо, то в полученном церии-144 будет много стабильных изотопов церий-140, церий-142 и других примесей, и источник не получится компактным. Тогда понятно, почему в данном случае перерабатывалось ОЯТ с меньшей выдержкой.
На выходе вентиляции «горячих» камер, где обычно проводят переработку, безусловно, имеются фильтры, но если это всего лишь обычные аэрозольные фильтры, а не специальный сорбент для RuO4 (как в печи остекловывания), то они не поглотят рутений-106 полностью. В сообщении французских ученых говорится, что для получения искомого количества церия-144 (а это сотни тысяч кюри) требовалось переработать несколько тонн ОЯТ, но всё сделать не удалось. По порядку величины это вполне соответствует оценке количества рутения-106, наблюдавшегося в выбросе, — 100–300 терабеккерелей (3000–8000 кюри) с учетом разницы в выходах, периодах полураспада и того, что не весь рутений, конечно, улетел. Так что всё, в принципе, выглядит реальным.
Дальше, чтобы подтвердить или опровергнуть эту возможность, надо подробно проанализировать технологию выделения церия-144 и условия ее осуществления.
Рутений-106: чем опасен, что это за вещество, влияние на человека
Рутений-106: чем опасен, что это за вещество. Информация в СМИ об обнаружении радиоактивного загрязнения в Челябинской области вызвала широкий резонанс в обществе. Россияне по всей стране начали опасаться за свою жизнь и безопасность. Данные прессы о выбросе радиации недавно опроверг Роспотребнадзор. В ведомстве заявили, что уровни объемной активности рутения-106 в воздухе над Россией во много раз меньше допустимых значений. Однако интерес к рутению-106 до сих пор не утихает.
Рутений-106: что это за вещество
Рутений является элементом восьмой группы пятого периода периодической системы химических элементов. Его атомный номер – 44. Рутений относится к платиновым металлам. Рутений-106 в отличие от простого вещества рутений является веществом радиоактивным.
Рутений-106 в основном применяется в медицинских целях – для лечения онкологических заболеваний, в лучевой терапии. Кроме того, рутений-106 в малых количествах представлен в генераторах спутников и небольших атомных реакторах.
Рутений-106: чем опасен
Рутений-106, как и любой другой радиоактивный изотоп, представляет серьезную опасность для человека. При попадании в воду или атмосферу, он в итоге оказывается в организме человека. При его накоплении происходят сбои в нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной системах, значительно возрастает риск онкологических заболеваний.
Также известно, что последствия его влияния проявляются не сразу, а примерно через 6 месяцев.