St
U-236 izotópot találtak az urántartalmú lövedékekben
Az ENSZ környezeti programjába (UNEP) bevont egyik svájci kutatóintézet 2001. január 16-i sajtóközleményében tudatta, hogy vizsgálataik során urán 236-os izotópot (U-236) találtak egy olyan szegényített urán lövedékben, amelyet a NATO az 1999-es koszovói konfliktusban használt. A közlemény szerint az urán 236-os jelenléte arra utal, hogy a lövedékhez felhasznált szegényített urán egy része "reprocesszált" uránból származik.
Az MTI 2001. január 17-i hírében mindezt úgy aposztrofálta, hogy "egy svájci kutatóintézet szerint a NATO Jugoszlávia elleni légitámadásaiban felhasznált uránötvözetű lövedékköpenyek súlyosan mérgező és rákkeltő plutóniumot is tartalmazhattak". Az MTI 2001. január 24-i tudósítása szerint a Pentagon szóvivője közölte, "az amerikaiak által végzett megfigyelések alapján semmi nem utal arra, hogy a szegényített urániumban található, «hihetetlenül alacsony mennyiségű» plutónium az elhanyagolhatónál nagyobb mértékben hatna az egészségre, illetve a környezetre".
Tekintsük a hírek hátterében álló tényeket!
Az ENSZ környezeti programja keretében már 2000-ben részletes vizsgálatok indultak a szegényített urán tartalmú lövedékek alkalmazásának lehetséges kockázatai és következményei kivizsgálására. Ennek keretében 2000. november 5. és 17. között az UNEP szakértői 11 olyan helyszínt kerestek fel Koszovóban, ahol a NATO ilyen lövedékeket használt. Több mint 300 talaj-, víz- és növénymintát gyűjtöttek az érintett területekről, valamint több lövedéket, illetve lövedék darabot is találtak. A begyűjtött mintákat öt európai laboratórium kezdte el vizsgálni. Az öt laboratórium egyike a fent idézett svájci labor. A vizsgálatok első, nem hivatalos eredménye volt az, amelyet január 16-án nyilvánosságra hoztak. A végső jelentést 2001 márciusára ígérik.
Mit mutat a most nyilvánosságra hozott részeredmény, illetve az amerikai beismerés?
A svájci laboratórium által a szegényített urán lövedékben talált urán 236-os izotóp a természetben nem fordul elő, mesterséges anyag. Ez az urán 235-ös tömegszámú, természetes izotópjából akkor keletkezhet, ha az uránt atomreaktorban használták fel. A svájci laboratórium jelentése szerint a lövedékből származó mintában az urán teljes mennyiségén belül 0,0028% volt a 236-os izotóp részaránya. Ez az adat egyértelműen mutatja, hogy a lövedékekhez felhasznált szegényített urán egy része ténylegesen reprocesszálásból származik (a fogalom magyarázatát lásd később).
Ez a tény bizonyos szempontból új megvilágításba helyezi a szegényített urán megítélését és potenciális veszélyességét. Ennek megértéséhez tekintsük az 1. ábrát.
Az 1. ábráról látható, hogy normál esetben (és ezzel az esettel számoltak az elmúlt hetekben nyilvánosságra hozott szakértői vélemények) a szegényített urán a természetes urán dúsításakor keletkező melléktermék. Mivel az atomerőművek számára az urán ritkább, 235-ös tömegszámú izotópja az értékes, ezért az ún. dúsító üzemekben a 235-ös tömegszámú izotóp részarányát a természetes 0,72%-ról 3-5%-ra növelik meg. Az eljárás során visszamaradó uránban ennek következtében a 235-ös izotóp részaránya mintegy 0,2%-ra lecsökken. A dúsítás e melléktermékét nevezi a magyar szaknyelv szegényített uránnak (angolul Depleted Uranium), hiszen az a 235-ös uránizotópban szegény. Az USA Energetikai Minisztérium (Department of Energy - DOE), valamint az USA Védelmi Minisztérium (Department of Defense - DOD) közleménye szerint azonban nem csak ilyen szegényített uránt használtak a lövedékek gyártásához, hanem reproceszálásból származó uránt is, ami egybecseng a svájci labor mérési eredményeivel.
Mi a reprocesszálás?
Nukleáris üzemanyag atomreaktorban történő felhasználása után számtalan olyan anyag található még az üzemanyagban, amelyek újra felhasználhatóak. Egyrészről a természetesnél magasabb részarányban lehet az üzemanyagokban 235-ös urán izotóp, amelyet érdemes kinyerni és újra felhasználni. Másrészről az atomreaktor üzeme során az urán 238-as izotópjából - többek között - plutónium is keletkezik, amelynek bizonyos izotópjai nukleáris üzemanyagként használhatók, illetve nukleáris fegyver készítésére is alkalmasak (például a plutónium 239-es tömegszámú izotópja). Az 1950-es és 1960-as években a katonai nagyhatalmak üzemeltettek olyan atomreaktorokat, amelyek alapvető célja nem az energiatermelés volt, hanem működésüket arra optimalizálták, hogy minél több, atombomba gyártásra alkalmas plutóniumot termeljenek. Ilyen esetben a kiégett (elhasznált) fűtőelemeket a reaktorból történt kivételt követően 3-5 évig pihentetik, mialatt radioaktivitásuk körülbelül az ezredrészére csökken. Ezután a reprocesszáló (újrafeldolgozó) üzemben a fűtőelemeket erős savakban feloldják, majd kémiai úton szétválasztják a plutóniumot (ami felhasználható atombombához), az elhasznált uránt (ami egy dúsítási folyamat után újra felhasználható), a hasadási termékeket (ami nagy aktivitású radioaktív hulladék), végül a szerkezeti anyagokat (például a fűtőelemek burkolatát). A reprocesszálási maradékként (ld. a 2. ábrán) elkülönített urán összetétele, a kinyerhető plutónium minősége és mennyisége nagymértékben függ attól, hogy milyen reaktort alkalmaznak. A mai korszerű energetikai reaktorokat energiatermelésre optimalizálják, moderátoruk víz, így bennük 3-5% dúsítású uránt alkalmaznak, és egy adott üzemanyag kazetta 3-4 évig is egyfolytában a reaktorban marad.
Az 50-es, 60-as évek katonai reaktorait nem dúsított, hanem természetes uránnal üzemeltették . Ezekben a reaktorokban a moderátor grafit volt és - mivel céljuk a plutóniumtermelés volt, így - az üzemanyag kazetták mindössze néhány hónapig voltak a reaktorban. Az energetikai és a katonai reaktor működése között alapvető különbség, hogy más lesz a kiégett üzemanyag összetétele, így eltérő lesz a reprocesszálás során elválasztott anyagok mennyisége és aktivitása is.
Reprocesszált urán újbóli bevezetése a dúsítóba
Az USA DOE 1999-es sajtóközleménye szerint a Paducah-ban működtetett dúsítóban 1953 és 1964, valamint 1969 és 1976 között összesen körülbelül 90 000 tonna reprocesszált uránt dolgoztak fel (ld. 2. ábra). Közlésük szerint ebben az uránban többek között 328 gramm plutónium és 18,4 kg neptúnium volt. A dúsítás technológiájából eredően ezt az uránt először gáz halmazállapotúvá alakítják, melynek során a szennyezők (plutónium, neptúnium) nagy része elválasztásra kerül, bizonyos részarányuk azonban szennyezőként bekerül a dúsítási folyamatba és egyrészről lerakódva a berendezés részegységeinek belsejében szennyezheti azt, másrészről pedig bekerülhet a dúsítási folyamat melléktermékébe, a dúsítási maradékba. A DOE becslése szerint a 90 000 t reprocesszált uránban eredetileg megtalálható 328 gramm plutóniumból mindössze 0,1 gramm került be a dúsítási folyamatba, a többi plutóniumot még a dúsítás előtt el tudták választani. A DOE szerint a reprocesszált uránban 4*10-9 lehetett a plutónium részaránya (tíz milliárd atomban négy darab plutónium atom van), ami egy nagyon alacsony érték. Az USA Védelmi Minisztériuma 2000 decemberi közleményében elismeri, hogy a DOE-tól átvett szegényítetturán-készletekben, amelyekből harckocsipáncélt és szegényítetturán-lövedékeket készítettek, ténylegesen lehettek szennyezők, pl. plutónium és neptúnium az előbb említett arányban. Ugyanez a jelentés közöl egy becslést, mely szerint körülbelül 0,8%-kal nagyobb az ilyen anyagoktól származó sugárdózis, mintha az anyag mentes lenne ezektől a transzurán szennyezőktől.
Mit lehet tudni a szegényített urán lövedékek tényleges összetételéről?
A korábbiakban már hivatkozott svájci laboratóriumi eredményeken kívül (amely szerint a lövedékből származó mintában az urán teljes mennyiségén belül 0,0028% volt a 236-os izotóp részaránya), rendelkezésünkre állnak egyéb mérési eredmények. Az USA-ban 1995-ben és 1996-ban több mérés is készült a lövedékekben ténylegesen felhasznált szegényített urán összetételével kapcsolatban, melyek az U-236 koncentrációjára 0,003% eredményt adtak. Ez jó közelítéssel megegyezik a mostani mérés 0,0028%-os eredményével. Mivel ez az érték mintegy 75-ször kisebb annál, mint amit csak energetikai reaktorban származó kiégett üzemanyag újrafeldolgozásakor kapnánk, arra lehet következtetni, hogy a Paducahban működő dúsítóban katonai reaktorból származó üzemanyagot is feldolgoztak (ld. 2. ábra), valamint az újrafelhasznált üzemanyag a dúsítóban feldolgozott uránnak mintegy nyolcadát tehette ki. A most folyó vizsgálatok során egyelőre egyetlen laboratórium sem tudta kimutatni a plutónium jelenlétét, ami azonban nem jelenti azt, hogy a későbbiekben sem fognak nyomokban plutóniumot találni. A Műegyetem Oktatóreaktoránál képesek lennénk a szegényített urán összetételének elemzésére és egy esetleges plutónium szennyezés kimutatására, mintát azonban ehhez eddig nem tudtunk beszerezni. Mivel a plutónium mennyiségét illetően egyéb adat egyelőre nem áll rendelkezésünkre, meg kell elégednünk azzal a becsléssel, amelyet az USA Védelmi Minisztériuma ad közleményében, vagyis néhányszor 10-9 részarányról beszélhetünk.
Milyen kockázatot jelenthet a lövedékek plutónium és egyéb szennyező tartalma?
A fent megadott szennyező tartalom belégzés esetére (inhaláció) is elhanyagolható mértékű, mintegy 0,7% inhalációs dózis növekedést okozhat a szennyezők nélküli, tisztán természetes uránból előállított szegényített uránhoz képest. Ez a többlet dózis továbbra sem indokolhatja azokat a megbetegedéseket, amelyeket az utóbbi időszakban összefüggésbe hoztak a szegényített urán katonai alkalmazásával. Továbbra is fenn kell tartani azt a véleményt (ld. a korábbi tanulmányt), mely szerint a szegényített urán esetén főként a nehézfém kémiai mérgező hatásával kell számolni, nem pedig annak sugárzásával.
Véleményünk szerint azonban két alapvető probléma mutatkozik:
A plutónium összegyűlhet szemcsékbe is és nem lehet pontosan megmondani, hogy egy-egy lövedék esetében nincs-e jelentős eltérés a plutóniumtartalomban.
Etikailag vitatható, hogy miért kellett olyan szegényített uránt is felhasználni ezen lövedékek gyártásához, amely reprocesszált urán újbóli dúsításából származik, amikor az USA-ban igen nagy, szennyezők nélküli szegényített urán készletek is rendelkezésre állnak.
Pontos, tudományos szempontból is megalapozott értékelést csak akkor várhatunk, ha elkészülnek a végleges laboratóriumi elemzések. Ezalatt az idő alatt is fontos lenne, hogy a vizsgálatok ne csak a szegényített urán hatásainak elemzésére irányuljanak, ugyanis könnyen előfordulhat, hogy más okok állnak a megbetegedések hátterében. A vizsgálatok rossz irányba terelése pedig maga is közvetlen áldozatokat követelhet. Napjaink egyik legsürgetőbb feladata tehát az lenne, hogy az orvosok minél hamarabb találják meg a diagnózist és derüljön ki, van-e Balkán-szindróma és ha igen, okozhatta-e azt a szegényített urán tartalmú lövedékek alkalmazása. A sajtó ebben az időszakban azzal tudná előrelendíteni a folyamatokat, ha a lehetséges okokat kutatva nem csak a szegényített uránra fókuszálna, hanem megpróbálná a legalaposabban körbejárni a problematikát.
A tanulmányt készítette:
Dr. Aszódi Attila
egyetemi docens
BME Nukleáris Technikai Intézet
Oktatóreaktor Nagylaboratórium vezetője
Az MTI 2001. január 17-i hírében mindezt úgy aposztrofálta, hogy "egy svájci kutatóintézet szerint a NATO Jugoszlávia elleni légitámadásaiban felhasznált uránötvözetű lövedékköpenyek súlyosan mérgező és rákkeltő plutóniumot is tartalmazhattak". Az MTI 2001. január 24-i tudósítása szerint a Pentagon szóvivője közölte, "az amerikaiak által végzett megfigyelések alapján semmi nem utal arra, hogy a szegényített urániumban található, «hihetetlenül alacsony mennyiségű» plutónium az elhanyagolhatónál nagyobb mértékben hatna az egészségre, illetve a környezetre".
Tekintsük a hírek hátterében álló tényeket!
Az ENSZ környezeti programja keretében már 2000-ben részletes vizsgálatok indultak a szegényített urán tartalmú lövedékek alkalmazásának lehetséges kockázatai és következményei kivizsgálására. Ennek keretében 2000. november 5. és 17. között az UNEP szakértői 11 olyan helyszínt kerestek fel Koszovóban, ahol a NATO ilyen lövedékeket használt. Több mint 300 talaj-, víz- és növénymintát gyűjtöttek az érintett területekről, valamint több lövedéket, illetve lövedék darabot is találtak. A begyűjtött mintákat öt európai laboratórium kezdte el vizsgálni. Az öt laboratórium egyike a fent idézett svájci labor. A vizsgálatok első, nem hivatalos eredménye volt az, amelyet január 16-án nyilvánosságra hoztak. A végső jelentést 2001 márciusára ígérik.
Mit mutat a most nyilvánosságra hozott részeredmény, illetve az amerikai beismerés?
A svájci laboratórium által a szegényített urán lövedékben talált urán 236-os izotóp a természetben nem fordul elő, mesterséges anyag. Ez az urán 235-ös tömegszámú, természetes izotópjából akkor keletkezhet, ha az uránt atomreaktorban használták fel. A svájci laboratórium jelentése szerint a lövedékből származó mintában az urán teljes mennyiségén belül 0,0028% volt a 236-os izotóp részaránya. Ez az adat egyértelműen mutatja, hogy a lövedékekhez felhasznált szegényített urán egy része ténylegesen reprocesszálásból származik (a fogalom magyarázatát lásd később).
Ez a tény bizonyos szempontból új megvilágításba helyezi a szegényített urán megítélését és potenciális veszélyességét. Ennek megértéséhez tekintsük az 1. ábrát.
 |
| 1. ábra. Tisztán természetes uránból származó szegényített urán előállítási folyamata |
Az 1. ábráról látható, hogy normál esetben (és ezzel az esettel számoltak az elmúlt hetekben nyilvánosságra hozott szakértői vélemények) a szegényített urán a természetes urán dúsításakor keletkező melléktermék. Mivel az atomerőművek számára az urán ritkább, 235-ös tömegszámú izotópja az értékes, ezért az ún. dúsító üzemekben a 235-ös tömegszámú izotóp részarányát a természetes 0,72%-ról 3-5%-ra növelik meg. Az eljárás során visszamaradó uránban ennek következtében a 235-ös izotóp részaránya mintegy 0,2%-ra lecsökken. A dúsítás e melléktermékét nevezi a magyar szaknyelv szegényített uránnak (angolul Depleted Uranium), hiszen az a 235-ös uránizotópban szegény. Az USA Energetikai Minisztérium (Department of Energy - DOE), valamint az USA Védelmi Minisztérium (Department of Defense - DOD) közleménye szerint azonban nem csak ilyen szegényített uránt használtak a lövedékek gyártásához, hanem reproceszálásból származó uránt is, ami egybecseng a svájci labor mérési eredményeivel.
Mi a reprocesszálás?
Nukleáris üzemanyag atomreaktorban történő felhasználása után számtalan olyan anyag található még az üzemanyagban, amelyek újra felhasználhatóak. Egyrészről a természetesnél magasabb részarányban lehet az üzemanyagokban 235-ös urán izotóp, amelyet érdemes kinyerni és újra felhasználni. Másrészről az atomreaktor üzeme során az urán 238-as izotópjából - többek között - plutónium is keletkezik, amelynek bizonyos izotópjai nukleáris üzemanyagként használhatók, illetve nukleáris fegyver készítésére is alkalmasak (például a plutónium 239-es tömegszámú izotópja). Az 1950-es és 1960-as években a katonai nagyhatalmak üzemeltettek olyan atomreaktorokat, amelyek alapvető célja nem az energiatermelés volt, hanem működésüket arra optimalizálták, hogy minél több, atombomba gyártásra alkalmas plutóniumot termeljenek. Ilyen esetben a kiégett (elhasznált) fűtőelemeket a reaktorból történt kivételt követően 3-5 évig pihentetik, mialatt radioaktivitásuk körülbelül az ezredrészére csökken. Ezután a reprocesszáló (újrafeldolgozó) üzemben a fűtőelemeket erős savakban feloldják, majd kémiai úton szétválasztják a plutóniumot (ami felhasználható atombombához), az elhasznált uránt (ami egy dúsítási folyamat után újra felhasználható), a hasadási termékeket (ami nagy aktivitású radioaktív hulladék), végül a szerkezeti anyagokat (például a fűtőelemek burkolatát). A reprocesszálási maradékként (ld. a 2. ábrán) elkülönített urán összetétele, a kinyerhető plutónium minősége és mennyisége nagymértékben függ attól, hogy milyen reaktort alkalmaznak. A mai korszerű energetikai reaktorokat energiatermelésre optimalizálják, moderátoruk víz, így bennük 3-5% dúsítású uránt alkalmaznak, és egy adott üzemanyag kazetta 3-4 évig is egyfolytában a reaktorban marad.
 |
| 2. ábra. Kiégett üzemanyag újbóli felhasználásának sémája |
Az 50-es, 60-as évek katonai reaktorait nem dúsított, hanem természetes uránnal üzemeltették . Ezekben a reaktorokban a moderátor grafit volt és - mivel céljuk a plutóniumtermelés volt, így - az üzemanyag kazetták mindössze néhány hónapig voltak a reaktorban. Az energetikai és a katonai reaktor működése között alapvető különbség, hogy más lesz a kiégett üzemanyag összetétele, így eltérő lesz a reprocesszálás során elválasztott anyagok mennyisége és aktivitása is.
Reprocesszált urán újbóli bevezetése a dúsítóba
Az USA DOE 1999-es sajtóközleménye szerint a Paducah-ban működtetett dúsítóban 1953 és 1964, valamint 1969 és 1976 között összesen körülbelül 90 000 tonna reprocesszált uránt dolgoztak fel (ld. 2. ábra). Közlésük szerint ebben az uránban többek között 328 gramm plutónium és 18,4 kg neptúnium volt. A dúsítás technológiájából eredően ezt az uránt először gáz halmazállapotúvá alakítják, melynek során a szennyezők (plutónium, neptúnium) nagy része elválasztásra kerül, bizonyos részarányuk azonban szennyezőként bekerül a dúsítási folyamatba és egyrészről lerakódva a berendezés részegységeinek belsejében szennyezheti azt, másrészről pedig bekerülhet a dúsítási folyamat melléktermékébe, a dúsítási maradékba. A DOE becslése szerint a 90 000 t reprocesszált uránban eredetileg megtalálható 328 gramm plutóniumból mindössze 0,1 gramm került be a dúsítási folyamatba, a többi plutóniumot még a dúsítás előtt el tudták választani. A DOE szerint a reprocesszált uránban 4*10-9 lehetett a plutónium részaránya (tíz milliárd atomban négy darab plutónium atom van), ami egy nagyon alacsony érték. Az USA Védelmi Minisztériuma 2000 decemberi közleményében elismeri, hogy a DOE-tól átvett szegényítetturán-készletekben, amelyekből harckocsipáncélt és szegényítetturán-lövedékeket készítettek, ténylegesen lehettek szennyezők, pl. plutónium és neptúnium az előbb említett arányban. Ugyanez a jelentés közöl egy becslést, mely szerint körülbelül 0,8%-kal nagyobb az ilyen anyagoktól származó sugárdózis, mintha az anyag mentes lenne ezektől a transzurán szennyezőktől.
Mit lehet tudni a szegényített urán lövedékek tényleges összetételéről?
A korábbiakban már hivatkozott svájci laboratóriumi eredményeken kívül (amely szerint a lövedékből származó mintában az urán teljes mennyiségén belül 0,0028% volt a 236-os izotóp részaránya), rendelkezésünkre állnak egyéb mérési eredmények. Az USA-ban 1995-ben és 1996-ban több mérés is készült a lövedékekben ténylegesen felhasznált szegényített urán összetételével kapcsolatban, melyek az U-236 koncentrációjára 0,003% eredményt adtak. Ez jó közelítéssel megegyezik a mostani mérés 0,0028%-os eredményével. Mivel ez az érték mintegy 75-ször kisebb annál, mint amit csak energetikai reaktorban származó kiégett üzemanyag újrafeldolgozásakor kapnánk, arra lehet következtetni, hogy a Paducahban működő dúsítóban katonai reaktorból származó üzemanyagot is feldolgoztak (ld. 2. ábra), valamint az újrafelhasznált üzemanyag a dúsítóban feldolgozott uránnak mintegy nyolcadát tehette ki. A most folyó vizsgálatok során egyelőre egyetlen laboratórium sem tudta kimutatni a plutónium jelenlétét, ami azonban nem jelenti azt, hogy a későbbiekben sem fognak nyomokban plutóniumot találni. A Műegyetem Oktatóreaktoránál képesek lennénk a szegényített urán összetételének elemzésére és egy esetleges plutónium szennyezés kimutatására, mintát azonban ehhez eddig nem tudtunk beszerezni. Mivel a plutónium mennyiségét illetően egyéb adat egyelőre nem áll rendelkezésünkre, meg kell elégednünk azzal a becsléssel, amelyet az USA Védelmi Minisztériuma ad közleményében, vagyis néhányszor 10-9 részarányról beszélhetünk.
Milyen kockázatot jelenthet a lövedékek plutónium és egyéb szennyező tartalma?
A fent megadott szennyező tartalom belégzés esetére (inhaláció) is elhanyagolható mértékű, mintegy 0,7% inhalációs dózis növekedést okozhat a szennyezők nélküli, tisztán természetes uránból előállított szegényített uránhoz képest. Ez a többlet dózis továbbra sem indokolhatja azokat a megbetegedéseket, amelyeket az utóbbi időszakban összefüggésbe hoztak a szegényített urán katonai alkalmazásával. Továbbra is fenn kell tartani azt a véleményt (ld. a korábbi tanulmányt), mely szerint a szegényített urán esetén főként a nehézfém kémiai mérgező hatásával kell számolni, nem pedig annak sugárzásával.
Véleményünk szerint azonban két alapvető probléma mutatkozik:
Pontos, tudományos szempontból is megalapozott értékelést csak akkor várhatunk, ha elkészülnek a végleges laboratóriumi elemzések. Ezalatt az idő alatt is fontos lenne, hogy a vizsgálatok ne csak a szegényített urán hatásainak elemzésére irányuljanak, ugyanis könnyen előfordulhat, hogy más okok állnak a megbetegedések hátterében. A vizsgálatok rossz irányba terelése pedig maga is közvetlen áldozatokat követelhet. Napjaink egyik legsürgetőbb feladata tehát az lenne, hogy az orvosok minél hamarabb találják meg a diagnózist és derüljön ki, van-e Balkán-szindróma és ha igen, okozhatta-e azt a szegényített urán tartalmú lövedékek alkalmazása. A sajtó ebben az időszakban azzal tudná előrelendíteni a folyamatokat, ha a lehetséges okokat kutatva nem csak a szegényített uránra fókuszálna, hanem megpróbálná a legalaposabban körbejárni a problematikát.
A tanulmányt készítette:
Dr. Aszódi Attila
egyetemi docens
BME Nukleáris Technikai Intézet
Oktatóreaktor Nagylaboratórium vezetője