[X-RAY]

Как распознать невидимку?
(данные по аварии на Фукусиме)
Российские ученые подозревают, что на «Фукусиме» получали уран для ядерного оружия

Группой российских ученых из ведомства Минобороны исследованы пробы аэрозолей, отобранных после аварии на АЭС «Фукусима-1». Впервые для анализа использован метод масс-спектрометрии вторичных ионов (ВИМС), который позволил не только оценить состояние активной зоны и масштаб выброса радионуклидов в атмосферу, но и сделать вывод о незаявленной ядерной деятельности, имевшей место до аварии. Об уникальных результатах, полученных методом ВИМС, рассказал в ФИАН доктор технических наук Н.Н. Вениаминов, специализирующийся в области контроля ядерной деятельности по данным анализа тонкодисперсных продуктов, включая диагностику ядерных испытаний радионуклидным методом.
По Договору о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний развернута Международная система мониторинга (МСМ) с использованием четырех методов контроля: сейсмологического, радионуклидного, гидроакустического и инфразвукового. Российский сегмент МСМ представлен станциями наблюдения, функционирующими под эгидой Службы специального контроля Минобороны России. В Договоре поименованы радионуклидные станции в Кирове, Норильске, Пеледуе, Билибино, Уссурийске, Залесово, Петропавловске-Камчатском и Дубне.
Традиционным методом исследования аэрозольных проб в системе МСМ является гамма-спектрометрия высокого разрешения. Этот метод не требует трудоемкой пробоподготовки и отличается простотой выполнения измерений, что позволяет оперативно анализировать пробы в ежедневном режиме их отбора. Авария произошла 11 марта 2011 г., а 17 марта радиоактивное облако достигло Петропавловска-Камчатского.

Рассказывает Николай Николаевич Вениаминов.

Для нетерпиливых опускаем подробности и сразу к выводам:

Вывод I: торий не входил в состав уранового топлива, поскольку присутствовал в расплаве не в виде окисла, а в виде другого химического соединения, гораздо более летучего, чем UO2.
Вывод II: торий предполагалось облучать в реакторе отдельно от урана, поскольку он не входил в состав уранового топлива, но оказался в расплаве (в виде соли), следовательно, до аварии находился в отдельной емкости в пределах активной зоны.
Вывод III: Ядерная деятельность с использованием тория не заявлена Японией потому, что её целью была наработка урана-233 в чистом виде.

Полученные экспериментальные данные позволяют сделать ряд взаимосвязанных выводов.
1. Изотопы 238U и 232Th имеют «реакторное» происхождение, потому что
а) обнаружены не в объеме, а на поверхности частиц аэрозоля, следовательно, адсорбированы из газовой фазы, где могли оказаться только в результате расплавления топливных сборок и последующего выноса в атмосферу вместе с летучими продуктами деления; в природе таких источников «напыления» урана и тория не существует;
б) найдены только в пробах, отобранных в нескольких пунктах наблюдения после аварии и содержавших, по данным гамма-спектрометрии, характерные радионуклиды; для пробы из Петропавловска-Камчатского от 17.03.11 эффект максимален.
в) атомные концентрации нуклидов на поверхности частиц многократно превышают фоновые, благодаря чему и оказалось возможным их обнаружение на приборе среднего класса, не позволяющим регистрировать эти же элементы на уровне фоновых концентраций.
2. Конструкция аварийного реактора не претерпела масштабных разрушений, о чем говорит отсутствие частиц с повышенной объемной концентрацией урана (или тория), появившихся в результате выброса вещества расплава в твердом состоянии.
3. Аварию на АЭС «Фукусима-1», квалифицируемую по факту расплавления топливных сборок как «запроектную», следует по механизму утечки радионуклидов во внешнюю среду отнести к разряду «проектных», поскольку выброса первичных аэрозолей (как в Чернобыле) не было. Здесь просматривается аналогия с камуфлетными подземными ядерными взрывами, когда каналы для напорного истечения первичных аэрозолей на дневную поверхность тоже не образуются. Выброс облученного топлива был незначительным, потому что произошел только через газовую фазу и с образованием только вторичных аэрозолей, что свидетельствует о высокой эффективности барьеров защиты реактора.
4. Впервые на практике на базе ВИМС реализован дистанционный способ оценки состояния активной зоны и барьеров защиты реактора после аварии.
Чтобы объяснить присутствие в пробах тория, сделаем краткий экскурс в область ядерных технологий. Для работы реактора или взрывного устройства необходимо первичное ядерное горючее, к которому относятся уран-235 (природный изотоп), плутоний-239 и уран-233; все они подвержены делению нейтронами любых энергий (беспороговое деление). Распространенность изотопа 235U — всего 0,72 %, остальное — 238U (есть еще уран-234 в ничтожных количествах), но он относится к разряду вторичного ядерного горючего, способного к делению только под воздействием нейтронов достаточно высоких энергий. В том числе, «термоядерных» (14 Мэв), образующихся в реакции синтеза дейтерия с тритием, что используется при создании зарядов мегатонного класса, работающих по схеме деление-синтез-деление, как изделие РДС-6с, испытанное 12 августа 1953 г. на Семипалатинском полигоне.
С учетом ограниченности природных запасов урана-235, в последние десятилетия разрабатывались ресурсосберегающие технологии, одна из которых представляет собой топливный цикл на основе 232Th и 233U, запас которого возобновляется в самом реакторе: 90Th232 (n, γ) → 90Th233 (β) → 91Pa233 (β) → 92U233. Технология перспективна уже хотя бы потому, что содержание тория в земной коре в 2-3 раза выше, чем урана. Но Япония официально развивает другую ресурсосберегающую технологию, основанную на применении МОХ-топлива (mixed oxide), содержащего помимо урана-235 еще и плутоний-239, которого во всем мире накоплено несметное количество. Никакая ядерная деятельность с использованием тория Японией не заявлена.
Для тех кто любит покопаться:

Николай Николаевич, уточните, пожалуйста, где публиковалось то, о чем Вы рассказали в своем докладе?

Впервые материалы по «Фукусиме» были доложены на Юбилейной XV-й Международной научной конференции «Физико-химические процессы при селекции атомов и молекул», проходившей 1—5 октября 2012 г. в Звенигороде (Ершово). Традиционно ее организаторами выступили Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (ГНЦ РФ ТРИНИТИ) и НИЦ «Курчатовский институт». В 2013 г. материалы конференции опубликованы в журнале, который издает Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН:

– Вениаминов Н.Н. Масс-спектрометрия вторичных ионов как инструмент контроля ядерной деятельности. Диагностика аварии на АЭС «Фукусима-1». // Перспективные материалы, специальный выпуск № 14, февраль 2013 г., с. 123.

Вторая, более поздняя публикация датирована 2012 годом, но это лишь по той причине, что номера журнала выходят с опозданием:

– Вениаминов Н.Н., Смирнов А.В., Березин А.В., Тарасов А.Ю. Масс-спектрометрическое определение следов урана и тория в аэрозолях, отобранных на российской территории после аварии на японской АЭС «Фукусима-1». // Российский химический журнал, 2012, т. LVI, № 5-6, с. 87.

Первоисточник