Cum ar putea fi legată un penaj radioactiv din 2017 de Rusia și de cercetarea neutrinilor anulați

Era un whodunit nuclear: un nor de material radioactiv atârna deasupra Europei, dar nimeni nu știa de unde vine.

Pena a persistat câteva zile în septembrie și octombrie 2017, detectată de o rețea de site-uri de monitorizare a atmosferei din întreaga Europă. Deși nu la niveluri periculoase pentru sănătatea umană, norul a fost suficient pentru a trage alarma înainte de a se disipa.

„Am rămas uimiți”, spune radioecologul Georg Steinhauser de la Universitatea Leibniz din Hanovra, Germania. „Nu mai văzusem așa ceva până acum.”

La scurt timp după detectare, oamenii de știință au speculat că sursa a fost o instalație nucleară din Rusia, Asociația de producție Mayak de lângă Ozersk. Acum, într-un studiu publicat online pe 26 iulie în Proceedings of the National Academy of Sciences, Steinhauser și colegii săi au prezentat dovezi care susțin această afirmație. Este posibil ca norul să fi fost eliberat într-o încercare eșuată de a crea material extrem de radioactiv pentru un experiment în Italia pe neutrini, particule subatomice care sunt scuipat în anumite tipuri de dezintegrare radioactivă, spune echipa.

Rețeaua de monitorizare, care acoperă 22 de țări din Europa, a observat cantități mici ale unei versiuni, sau izotop, a elementului ruteniu, numit ruteniu-106. Izotopul radioactiv are 106 protoni și neutroni în nucleul său și nu se găsește în mod natural pe Pământ.

Detectoarele din România au urmărit penarul în timp ce se deplasa spre vest. Deși detectoarele românești au măsurat unele dintre cele mai ridicate niveluri de ruteniu, forma norului a indicat că nu își are originea în țară, spun cercetătorii. Simulările atmosferei au arătat că masele de aer ar fi putut călători din Mayak în România în câteva zile.

Experimentul planificat cu neutrini, cunoscut sub numele de SOX, ar fi implicat plasarea unei surse radioactive puternice lângă un detector de neutrini numit BOREXINO la Laboratorul Național Gran Sasso de lângă L’Aquila, Italia. Cercetătorii sperau să descopere dovezi ale unui tip ipotetic de neutrin numit neutrin steril (SN: 23/06/18, str. 7).

Producerea izotopului necesar pentru SOX, ceriu-144, a necesitat procesarea combustibilului uzat dintr-un reactor nuclear. Combustibilul uzat conține o varietate de izotopi radioactivi, inclusiv ruteniu-106. În mod normal, combustibilul uzat este lăsat să se răcească mulți ani înainte de a fi procesat, astfel încât unii dintre cei mai periculoși izotopi radioactivi s-au degradat. Dar experimentul SOX a cerut combustibil relativ proaspăt. „Acesta a fost în esență ceva care nu a mai fost făcut niciodată”, spune fizicianul neutrinilor Jonathan Link de la Virginia Tech din Blacksburg, care a făcut odată parte din SOX. Dar Mayak acceptase să accepte provocarea.

În timpul plumei din 2017, la unele stații a fost detectat și un al doilea izotop radioactiv, ruteniu-103. Comparând cantitățile relative ale celor doi izotopi, cercetătorii au reușit să determine că elementul trebuia să provină din combustibil care avea aproximativ 2 ani, în concordanță cu cerințele de producție a sursei de neutrini.

În timp ce un eveniment, cum ar fi o explozie la un reactor nuclear, ar elibera o varietate de elemente radioactive, procesarea combustibilului nuclear implică izolarea elementelor individuale și ar putea duce la eliberarea de izotopi specifici, cum ar fi ruteniul-106.

Intr-un e-mail din 8 decembrie 2017, trimis membrilor colaborarii SOX si obtinut de Știri Științe, au scris liderii efortului, „am aflat că în timpul purificării materialelor au apărut probleme neașteptate, ceea ce duce la o pierdere a activității, precum și la o creștere a nivelului de impurități”. După ce Mayak nu a reușit să producă sursa radioactivă pe care o promisese, experimentul SOX a fost anulat.

Link, unul, a favorizat utilizarea unei surse radioactive despre care spune el ar fi fost mai simplu de produs, făcută din crom. Când au apărut știrile despre penaj, „Bănuiam deja… că știam ce s-a întâmplat”, spune el.

În noul studiu, cercetătorii au respins, de asemenea, o explicație alternativă pentru penaj – că un satelit care transporta o baterie cu radionuclizi s-a ars la intrare. Dacă un satelit condamnat ar fi fost cauza, măsurătorile la altitudini mai mari ar fi trebuit să aibă concentrații mai mari de ruteniu, spune Steinhauser. Însă echipa a constatat că opusul era adevărat.

Rosatom, corporația de stat rusă de energie atomică care îl supraveghează pe Mayak, neagă că a avut loc un accident. „Atât autoritatea națională de reglementare, cât și experții dintr-o anchetă internațională independentă au inspectat instalația Mayak în 2017 și nu au găsit nimic care să sugereze că izotopul ruteniu-106 provine din acest sit, nici nu au găsit urme ale unui presupus accident și nici nu au găsit nicio dovadă a unui accident local. expunerea personalului la niveluri ridicate de radioactivitate”, a spus agenția într-un comunicat.


Nota editorului: această poveste a fost actualizată la 30 iulie 2019, pentru a include un răspuns de la Rosatom, corporația de stat rusă de energie atomică, primit după publicarea poveștii.