Joniserande strålning

Joniserande strålning
Dan Aronsson, radiofysiker Ringhals
Våren 2015
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Om strålning
Joniserande strålning
• Radioaktiva ämnen
• Röntgenapparater m.m.
• Acceleratorer, cyklotroner..
Icke-joniserande strålning
•
•
•
•
•
UV-ljus
Radiovågor
Synligt ljus
Mikrovågor
Elektriska / magnetiska fält
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Radioaktiva ämnen
• Instabila atomkärnor har ett överskott av
energi – de sönderfaller och sänder ut
energi i form av strålning
– joniserande strålning
• Sönderfallet mäts i aktivitet
1 Bq = 1 sönderfall per sek
• Halveringstiden talar om hur fort
sönderfallet går
Ex: I-131
Exempel på
halveringstider:
I-131
Cs-137
Co-60
0
8 dygn
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
16 dygn
8 dygn
30 år
5,3 år
Olika strålslag
• Olika strålslag har olika egenskaper
• Det ställer olika krav på skydd
• Det ger olika biologisk effekt
- om man får det i sig
- eller på sig
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Effektiv dos
viktas för
strålslag och
olika organs
strålkänslighet
Sievert 1 Sv
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Intern dos / Extern dos
Intern dos – strålkällan inuti kroppen
- Sköldkörtelbehandling
– Radon i bostäder
Extern dos – strålkällan utanför kroppen
- Röntgenbild
– Arbete vid reaktorn
Olika ämnen söker sig till
olika organ, beroende på
kemisk form och intagsväg
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Strålskydd
• Principer för att tillåta strålning:
-
Det ska medföra nytta
-
Stråldoserna skall minimeras
-
Individen skall skyddas
• Tid
Kortare tid mindre dos
• Avstånd
Längre avstånd mindre dos
• Skärmning
Mera skärmning mindre dos
• Skydd mot kontamination
-
Kläder hindrar att radioaktivitet fastnar på
huden
-
Andningsskydd hindrar att man andas in
partiklar
-
Ät inte, drick inte och snusa inte
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Dosgränser
Personal i radiologiskt arbete
Helkroppsdos
50 mSv/år
Helkroppsdos
100 mSv/ 5 år
Ögats lins
150 mSv/år
Huden
500 mSv/år
Extremiteter
500 mSv/år
Skydd för gravida kvinnor och ofödda barn
Fostret
1 mSv
Allmänheten
Allmänhet
1 mSv
Närboende till kärnkraftverk
0,1 mSv /år
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Doser på Ringhals
Stråldoser till personal 2012
400
350
Ringhals
Entreprenörer
300
Antal
250
200
150
100
50
0
0,1-0,3
0,4-1,0
1,1,-2,5
2,6-5,0
5,1-10,0
10,1-15,0 15,1-20,0
Dos (mSv)
Utsläpp från Ringhals - Dos till närboende
0,100
0,090
0,080
0,070
mSv
0,060
0,050
0,040
0,030
0,020
0,010
0,000
5
06
0
0
0,
4
05
0
0
0,
3
05
0
0
0,
6
04
0
0
0,
2
05
0
0
0,
2
05
0
0
0,
0
04
0
0
0,
1
03
0
0
0,
9
02
0
0
0,
0
03
0
0
0,
3
02
0
0
0,
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Skador från strålning
• Akuta skador:
• Akut strålsjuka
- höga doser under kort tid
- mer än 500 mSv
- (Ev risk inne i stationen efter olycka)
• Fosterskador
- ofödda barn är känsliga
- mer än 100 mSv är abortindikation
• Sena skador:
• Cancer
- ingen nedre gräns
- 5% större risk per 1000 mSv
• Ärftliga skador
- ingen nedre gräns
- har aldrig kunnat påvisas hos
människan
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Översikt stråldoser
Akut strålsjuka
0
2000
1000
Naturlig
bakgrund
0
3000
4000
Radon
200 Bq/m3
20
10
Dos
mSv
5000
Gräns för
strålningsarbete
30
40
50
m
Sv
Utsläppsgräns
0
0,1
0,2
0,5
Ringhals
utsläpp
Exkl kol-14
0
0,001
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
0,3 0,4
0,002
0,003 0,004
0,005
Cancerrisken
Kvantifiering av risken:
Stråldosen 1 Sv
ger en ökad risk för cancer med 5 %
(genomsnitt över alla åldrar)
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Joniserande strålning påverkar DNA
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Påverkan av cellen
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Kunskaper sedan mer än 100 år
• Röntgen upptäcktes 1895
• Diagnostik etablerades snabbt
• Terapi provades redan ca 1900
• Strålning och radioaktivitet blev
TRENDIGT !
• Strålskyddet strukturerades
under 1920-talet
- akuta skador skulle förhindras
• Internationella strålskyddskommissionen
ICRP
• I efterkrigstiden blev skyddet för
sena skador styrande
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Doser till oss alla
Naturlig
bakgrund
•En person I Sverige erhåller I genomsnitt per år:
•Radongas inomhus
•Strålning från mark och byggmaterial
•Kosmisk strålning från rymden
•Naturliga radioaktiva ämnen i kroppen
•Föda och vatten
•Medicinska undersökningar
•TOTALT (icke-rökare)
•TOTALT (rökare)
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
0,2 / 1,5 mSv
0,6 mSv
0,3 mSv
0,2 mSv
0,2 mSv
0,9 mSv
2,4 mSv
3,7 mSv
Kärnklyvningsprocessen producerar energi
• Produktionen av en stor mängd energi
ger även radioaktiva ämnen:
atomkärnor som innehåller mer
energi än de ska
och som därför sönderfaller
genom att sända ut strålning
joniserande strålning
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Reaktorsäkerhet
• Barriärer mot spridning av radioaktiva ämnen
• Kemisk form
• Tät kapsling
• Tätt
Primärsystem
• Tät
Reaktorinneslutning
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Olycksscenario
• Radioaktiva ädelgaser
• Radioaktiv jod
• Radioaktiva partiklar
Ädelgaser
Jod
Partiklar
Markbeläggning
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Strålskydd i kontaminerat område
• Ädelgaser: Skärmning
(Passerande moln)
Mera skärmning = mindre dos
Utnyttja byggnader – källaren
• Jod: Jodtabletter
Jodtabletter blockerar upptag
• Markbeläggning: Minimera tid
Kortare uppehållstid - mindre dos
Evakuering kan bli aktuell
• Skydd mot kontamination
-
Tät klädsel + andningsskydd
Dusch och klädbyte
Normala hygienåtgärder
Dryck ur slutna förpackningar
Sanering före måltid
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
FNs strålningskommitté:
stråldoser och hälsoeffekter efter Tjernobyl
•
Cirka 50 personer döda (28 initialt)
•
134 strålsjuka, räddningsarbetare
•
116.000 evakuerades 1986
•
Senare omflyttningar 220.000
•
6000 extra fall av sköldkörtelcancer hos barn
(radioaktiv jod - 8 dagars halveringstid)
•
Flera fall av sköldkörtelcancer väntas framtiden bland
dem som var barn vid olyckan
•
Förutom ökning av sköldkörtelcancer finns inga tecken
på fysiska hälsoeffekter orsakade av strålning
Inga belägg för allmän ökning av cancer-frekvensen
relaterad till strålningsexponering
Inga tecken på ökad dödlighet orsakad av strålning
•
•
•
Inga tecken på icke-dödliga fysiska sjukdomar
orsakade av strålning
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Haverifilter
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Fukushima Daiichi händelseförlopp

Jordbävning

Styrka 9 på Richterskalan 11/3 2011

Reaktorerna stängs omedelbart med snabbstopp

Strömförsörjning från yttre nätet slås ut av
jordbävningen

Kylning av restvärme sker med dieselgeneratorer

Tsunami

En timme efter Jordbävningen
En 10-14 m tsunamivåg, slår ut dieselgeneratorerna

Stationen fylls av vatten och bråte

Kylning med isoleringskylning: ångturbin+batterier

Kylning med vatten

Temperatur och tryck ökar, väteexplosion,
Radioaktivt vatten blandas med havsvatten
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Fukushima 2011
Vad är känt tre år senare
•
Strålskydd räddningsarbetare
- 6-10 arbetare med doser över 250 mSv vardera
( gränsen för räddningsarbete höjdes till 250 mSv )
- genomsnittlig stråldos i mars 2011 22 mSv/anställd
- ca 10 kontaminerade
- ca 20 skadade av vätgasexplosion
•
(De dödsfall som inträffat på och utanför kraftverket
orsakade av direkta skador från jordbävning eller
tsunamin)
•
Strålskydd omgivning
- ca 145.000 evakuerade
- evakuering inom 20 km
- i vissa områden upp till 50 km
- inomhus i området 20-30 km (återflyttning pågår)
- jodtabletter användes i begränsad omfattning
- restriktioner på livsmedel och vatten
- restriktioner på fiske
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Möjliga hotscenarier
• Radioaktivt förorenade områden
• (Utarmat uran)
• Reaktorer, Sabotage Olyckor
• Utrustning för strålbehandling
• Skadade strålkällor
• Stulna källor
• Stulna källor/avfall + sprängämne
Smutsiga bomber
• Radiologisk kriminalitet
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Intressanta länkar om strålning
Strålsäkerhetsmyndigheten
www.ssm.se
-
Behöver man snabbt komma i kontakt med en
strålskyddsexpert ska man ringa larmnumret
08 – 454 24 66 och begära att få kontakt med
Tjänsteman i Beredskap (TiB) på SSM
Finska myndigheten STUK har en bra hemsida
www.stuk.fi/sv_Fi
KSU analysgruppen (många länkar)
www.analys.se
Boverket om radon
www.radonguiden.se
FN-organet UNSCEAR
www.unscear.org
Landstinget Halland har sjukhusfysiker
Halmstad: Ragnar Kullenberg o Jimmy Börjesson
Varberg: Jonas Söderberg
Dan Aronsson, radiofysiker Ringhals
Tel: 0340-66 73 65
E-post: [email protected]
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Slutord
”Joniserande strålning ska mötas
med respekt hellre än med rädsla
och riskerna med den ska sättas i
relation till andra risker” *
* Fritt översatt från engelskan ur ICRP-publikation 60, 1991
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB
Stråldoser för vanliga röntgenundersökningar
Effektiv dos
(mSv)
1000
100
Genomlysning vid intervention
10
Kranskärl
Buk, bröstkorg CT
1
Bäcken, rygg
0.1
Mammografi, lungröntgen
0.01
Tandröntgen (1 bild)
1 | Joniserande strålning | Dan Aronsson | Våren 2015
© Ringhals AB