18 mrt 2011
Wat doet radioactiviteit precies in ons lichaam?

De bezorgdheid om de lekken in de kerncentrales van Fukushima neemt alsmaar toe. Maar is het ook mogelijk om de directe en blijvende gezondheidsgevolgen van blootstelling aan radioactiviteit te meten? De wetenschap achter stralingsziekte en andere bedreigen waarmee Japan te maken kan krijgen.

Door Nina Bai (Scientific American)

De crisis in de kerncentrale van Fukushima, in de nasleep van de aardbeving en tsunami van afgelopen vrijdag, doet de bezorgdheid over de gezondheidsrisico’s van blootstelling aan straling almaar toenemen. Wat is een ‘gevaarlijk’ stralingsgehalte? Hoe schaadt straling onze gezondheid? Wat zijn de gevolgen van kortstondige blootstelling op lange en korte termijn?

De hoogste stralingswaarde die tot nog toe werd gemeld, 400 millisieverts in reactor 3, werd gemeten op 15 maart om 10.22 uur lokale tijd. Eén sievert is de eenheid voor ioniserende straling gelijk aan 100 rem; rem is de klassieke eenheid voor de dosis gamma- en röntgenstralen waaraan iemand is blootgesteld. Het stralingsgehalte neemt spectaculair af naarmate je verder van de site weggaat. In Tokio, op ongeveer 220 kilometer ten zuidwesten van Fukushima, werden stralingsdoses gemeten die zich net boven de norm bevonden.

‘We komen nog lang niet in de buurt van alarmerende hoeveelheden,’ zegt Susan M. Langhorst, gezondheidsfysicus en radiologisch laborant aan de Washington University in Saint-Louis.

Volgens Abel Gonzalez, vicevoorzitter van de Internationale Commissie voor Stralingsbescherming (ICRP) die de Tsjernobylramp in 1986 onderzocht, is de huidige informatie over het gelekte stralingsgehalte op z’n best genomen onvolledig. Ook speculaties over worstcasescenario’s zijn voorlopig nog irrelevant.

De gezondheidsrisico’s veroorzaakt door blootstelling aan straling hangen af van het stralingsgehalte, het soort straling en de blootstellingstijd.

Stralingsgehalte
Een mens wordt gemiddeld blootgesteld aan 0,2 tot 0,3 millisieverts achtergrondstraling per jaar. Dit wordt veroorzaakt door een combinatie van kosmische straling, de uitstoot van giftige gassen van bouwmaterialen en natuurlijke stralingsstoffen in het milieu.

Het Amerikaans Nucleair Agentschap beveelt aan dat mensen zich bovenop deze achtergrondstraling moet beperken tot minder dan één extra millisievert per jaar. De Amerikaanse limiet voor stralingswerkers is 50 millisievert per jaar, hoewel maar weinig werknemers aan zo’n hoge hoeveelheid blootgesteld worden. Voor patiënten die medische bestraling krijgen, is er geen opgelegde limiet. Volgens Langhorst zijn medische professionals verantwoordelijk voor het afwegen van de voor- en nadelen van de bestralingen bij diagnoses en behandelingen. Een enkele ct-scan, bijvoorbeeld, kan een patiënt blootstellen aan meer dan één millisievert.

Stralingsziekte (of acuut stralingssyndroom) treedt meestal op na een totale lichaamsdosis van drie sievert – 3.000 keer
de jaarlijkse aanbevolen limiet, zegt Langhorst. De eerste symptomen van stralingsziekte – misselijkheid, braken en diarree – kunnen merkbaar zijn binnen een paar minuten of binnen een paar dagen, volgens de Amerikaanse Centra voor Ziektepreventie en –Bestrijding. Een periode van ernstige ziekte, inclusief gebrek aan eetlust, van vermoeidheid, koorts, spijsverteringsproblemen en mogelijk ook epileptische aanvallen of coma, kan erop volgen. Dat kan een paar uur tot enkele maanden duren.

Soorten straling
Wat in deze situatie van belang is, is de ioniserende straling. Die straling is een gevolg van het spontaan radioactief verval van zware isotopen, zoals jodium 131 en cesium 137. Isotopen zijn soorten van hetzelfde element, zij het met een verschillend aantal neutronen en daarom ook een verschillende atomaire massaeenheid. Deze soort straling bevat genoeg energie om atomen te ioniseren (het atoom krijgt een positieve lading door het uitschakelen van elektronen). Dit kan chemische veranderingen teweegbrengen en zo schadelijke gevolgen met zich meebrengen door de reactie met de atomen en moleculen van levende weefsels.

Ioniserende straling kan verschillende vormen aannemen: bij gamma- en röntgenstraling komen energetisch lichte deeltjes vrij. Die zijn krachtig genoeg om het lichaam binnen te dringen. Alfa- en bètastraling is minder krachtig en kan vaak afgeblokt worden door een simpel blad papier. Wanneer radioactieve stoffen in het lichaam worden opgenomen of worden ingeademd, is het echter de niet zo krachtige alfa- en bètastraling die het gevaarlijkst wordt. Dat komt doordat een grote hoeveelheid gamma- en röntgenstraling rechtsreeks in het lichaam terechtkomt, zonder interactie met andere weefsels (in acht genomen dat, op atomisch niveau, het lichaam meestal een lege plek is). Alfa- en bètastraling die niet in weefsels kan binnendringen, zal alle energie besteden aan botsingen met atomen in het lichaam en hoogstwaarschijnlijk ook meer schade aanrichten.

In Fukushima stralen de waargenomen isotopen, jodium 131 en cesium 137, zowel röntgen- als bètastraling uit. Deze radioactieve elementen zijn afvalproducten van de (atoom)splitsing die stroom opwekt in de kerncentrale.

De Japanse regering heeft 180.000 mensen geëvacueerd die binnen een straal van 20 kilometer rondom de kerncentrale van Fukushima wonen. Ze sporen mensen die binnen een straal van 30 kilometer wonen aan om binnen te blijven, alle ramen gesloten te houden en kleren en huid te wassen na het buitengaan. Die maatregelen moeten de kans op het inademen of het opnemen van radioactief materiaal met bètastraling verminderen.

Blootstellingstijd
Een eenmalige, zeer hoge dosis straling (in enkele minuten tijd) kan schadelijker zijn dan dezelfde dosis opgelopen over langere tijd. Volgens het Internationaal Atoomagentschap zal een enkele dosis van één sievert tijdelijke stralingsziekte en een lager aantal witte bloedcellen veroorzaken, maar is dat niet dodelijk. Een dosis van vijf sievert zou de helft van alle blootgestelden binnen de maand fataal worden. Bij tien sievert zullen de getroffenen binnen de week overlijden.

De gevolgen van een langdurige, lage stralingsdosis zijn veel moeilijker te meten. De DNA-schade die door de ioniserende straling ontstaat, kan mutaties teweegbrengen die leiden tot kanker, vooral in weefsels met een hoog aantal celdelingen, zoals het spijsverteringskanaal, reproductiecellen en beenmerg. Maar het verhoogde risico op kanker is zo klein, dat het moeilijk te bepalen is zonder een heel groot deel van de blootgestelde bevolking te onderzoeken. Langhorst geeft een voorbeeld: 10.000 mensen die blootgesteld worden aan een lichaamsstralingsdosis van 0,01 sievert zouden het totale aantal kankers mogelijk met acht verhogen. De normale kankerprevalentie voorspelt 2.000 tot 3.000 gevallen van kanker in een populatie van 10.000 mensen.

Leerzame Tsjernobyl-ervaringen
Volgens Gonzalez werden de werkernemers in Tsjernobyl aan een hoge dosis sievert blootgesteld en velen van hen werkten ‘praktisch naakt’ door de hitte. Zo kon besmet poeder via hun huid worden geabsorbeerd. Ter vergelijking: de Japanse reddingswerkers zijn ten minste goed uitgerust en beschermd tegen een rechtsreekse opname via de huid.

De elektriciteitsmaatschappij Tokyo Electro Power Co (Tepco), de eigenaar van de kerncentrale, houdt nog een groot deel van de medewerkers op de site om zeewater in de reactoren te pompen en zo meer explosies te vermijden. Deze werkernemers stellen zich bloot aan hoge stralingsdosissen en trotseren aanzienlijke gezondheidsrisico’s. ‘Als voorzorgsmaatregel, zou ik hun blootstelling beperken tot 0,1 sievert en zou ik ze elkaar laten aflossen,’ zegt Gonzalez (wat op dit moment ook gebeurt, red.). De werkers zouden persoonlijke detectoren moeten dragen, die zowel de mate als de totale dosis van straling berekend. Wanneer de maximale dosis bereikt is, zou een alarm moeten afgaan. ‘Wanneer de dosis waaraan de werkers blootgesteld worden 0,1 sievert bereikt, wordt hun situatie ernstig,’ zegt hij.

Tienduizenden kinderen die ziek werden in de nasleep van de Tsjernobylramp werden niet rechtsreeks door de stralingen getroffen als gevolg van het inademen of van radioactieve deeltjes, maar door het drinken van besmette melk met cesium 137. De isotoop, die vrijkwam bij de ontploffing, had het gras dat de koeien aten vergiftigd. Daardoor werden de radioactieve stoffen verzameld in de melk van de koeien. Ouders die zich niet bewust waren van het gevaar gaven de besmette melk aan hun kinderen. ‘Dit zal zeker niet gebeuren in Japan,’ zegt Gonzalez.

Als het op blootstelling aan straling aankomt, blijven professionals die regelmatig met radioactieve materialen werken, trouw aan het alara-principe: as low as reasonably achievable (zo laag als redelijkerwijze bereikbaar is). Limieten voor blootstelling aan straling worden conservatief beneden de niveaus gehouden waarvan bekend is dat ze stralingsziekte opwekken of waarvan men vermoedt dat ze langdurige gezondheidsrisico’s teweeg zullen brengen. Tijdelijke blootstelling aan doses die veel groter zijn dan deze limieten is echter niet noodzakelijk gevaarlijk.

Het nieuws dat de Amerikaanse marine de positie van hun oorlogsschepen gewijzigd heeft, het uitdelen van calciumjodide pillen door de Japanse regering, en beelden van beambten in gaspakken die geigertellers gebruik om stralingsgehaltes bij baby’s te meten, kan de algemene angst aanwakkeren. Maar voorlopig zijn de maatregelen ‘goede extra voorzorgen’, zegt Gonzalez. Hier heerst het idee dat men altijd het zekere voor het onzekere moet nemen. (vertaling: Joyce Douterloigne)

Bron: www.eosmagazine.eu

Eigen mening:
Ik geef dit artikkel weer omdat het meer achtergrond geeft bij de huidige situatie in Japan. Ook geeft het een beetje een gerustellend gevoel als men zegt dat ze zich goed aan de normen houden en deze normen nog relatief laag zijn. Het neemt echter niet weg dat wat er nu gebeurd als een ramp mag beschouwd worden. Het opent het kerndebat en daarbij las ik een interessant artikkel in de papieren eos (dus niet op internet) over de brandstof thorium. Misschien de toekomst in een overstap naar de volledig groene energiebronnen als wind-, water- en zonne-energie.
Laat ons hopen dat het ons niet te vaak meer overkomt.