RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN

CONCEPT, 16 september 2011

RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN DEEL III Versie 2, 2011

ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR

dr R.C.G.M. Smetsers dr P.C. Görts Laboratorium voor Stralingsonderzoek RIVM

III-ii

RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN

Inhoudsopgave DEEL III: 1.

INLEIDING

1.1. 1.2. 2.

DOELSTELLING BASISKENNIS MODULE STRALINGSPROBLEMATIEK ‘IN A NUTSHELL’ RADIOACTIVITEIT EN IONISERENDE STRALING

2.1. 2.2. 2.2.1. 2.3. 2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. 2.3.4. 2.3.5. 2.4. 2.4.1. 2.4.2. 3.

INLEIDING RADIOACTIVITEIT VERVALREEKSEN SOORTEN RADIOACTIEF VERVAL EIGENSCHAPPEN β--VERVAL ELEKTRONVANGST EN β+-VERVAL ALFA-VERVAL GAMMASTRALING EMISSIEWAARSCHIJNLIJKHEID EIGENSCHAPPEN IONISERENDE STRALING DIRECT IONISERENDE STRALING (α’S EN β’S) INDIRECT IONISERENDE STRALING (FOTONEN EN NEUTRONEN)

GEZONDHEIDSEFFECTEN

1 1 1 3 3 3 4 5 5 6 6 7 7 8 8 10 13

3.1. BIOLOGISCHE SCHADE 3.1.1. DNA-SCHADE 3.1.2. INVLOED VAN STRALINGSTYPE EN DOSISTEMPO 3.2. DETERMINISTISCHE EFFECTEN 3.2.1. DOSIS-EFFECT RELATIE 3.2.2. VOLLEDIGE LICHAAMSBESTRALING 3.2.3. PARTIËLE BESTRALING 3.3. STOCHASTISCHE EFFECTEN 3.3.1. DE LNT-AANNAME 3.3.2. GENETISCHE EN TERATOGENE EFFECTEN

13 13 13 14 14 14 15 15 15 15

4.

17

HOOFDLIJNEN STRALINGSBESCHERMINGSCONCEPT

4.1. UITGANGSPUNTEN STRALINGSBESCHERMING 4.1.1. UITGANGSPUNTEN STRALINGSBESCHERMING BIJ HANDELINGEN 4.1.2. UITGANGSPUNTEN STRALINGSBESCHERMING BIJ INTERVENTIES 4.2. STRALINGSDOSIMETRIE 4.2.1. BASISGROOTHEDEN 4.2.2. LIMITERENDE GROOTHEDEN 4.2.3. OPERATIONELE GROOTHEDEN 4.2.4. VEROUDERDE GROOTHEDEN EN EENHEDEN 4.3. DOSISLIMIETEN EN DOSISBEPERKINGEN 4.3.1. DOSISLIMIETEN VOOR REGULIERE HANDELINGEN 4.3.2. DOSISBEPERKINGEN VOOR ONGEVALSSITUATIES

17 17 18 18 19 19 21 22 23 24 24


5.

ACHTERGRONDSTRALING EN GEMIDDELDE STRALINGSBELASTING

5.1. 5.2. 6.

EXTERNE STRALING VANUIT DE OMGEVING GEMIDDELDE STRALINGSBELASTING IN NEDERLAND

III-iii

25 25 26

STRALINGSBESCHERMING BIJ INCIDENTEN MET CATEGORIE-B OBJECTEN 28

6.1. BLOOTSTELLINGSPADEN 6.1.1. BLOOTSTELLING AAN EEN STRALINGSBRON 6.1.2. BLOOTSTELLING BIJ EEN BRAND WAARBIJ RADIOACTIEF MATERIAAL VRIJKOMT 6.2. STRALINGSBESCHERMING HULPVERLENERS 6.2.1. AUTOMESS 6150 6.2.2. PERSOONSDOSIMETER 6.2.3. ADEMBESCHERMING 6.2.4. INDELING IN ZONES 6.3. VERVOERSBEPALINGEN VOOR KLASSE 7 STOFFEN 6.3.1. BELANGRIJKE DEFINITIES 6.3.2. GRENSWAARDEN 6.3.3. GEVAARSETIKETTERING 6.3.4. ADR VERVOERSDOCUMENTEN 6.3.5. SCHRIFTELIJKE INSTRUCTIES VOOR DE CHAUFFEUR

28 28 31 33 33 34 34 35 35 36 37 38 39 41

7.

42

BLOOTSTELLING AAN STRALING BIJ EEN ERNSTIG REACTORONGEVAL

7.1. 7.2. 7.3. 7.3.1. 7.3.2. 7.3.3. 7.4. 7.4.1. 7.4.2. 7.4.3. 7.5. 7.5.1. 7.5.2. 7.5.3. 8.

ONGEVALSSCENARIO EN BRONTERM EMISSIE EN BLOOTSTELLING BESCHERMENDE MAATREGELEN BEVOLKING DIRECTE MAATREGELEN DECONTAMINATIE INDIRECTE MAATREGELEN TAKEN BRANDWEER BEGELEIDEN VAN DIRECTE MAATREGELEN VALIDATIEMETINGEN OP STRATEGISCHE LOCATIES BESMETTINGSCONTROLE EN DECONTAMINATIE MEETVOORZIENINGEN EN –PROTOCOLLEN VOOR CATEGORIE-A OBJECTEN NATIONAAL MEETNET RADIOACTIVITEIT AUTOMESS 6150 RELATIE TUSSEN DOSISTEMPO EN EFFECTIEVE DOSIS BIJ EEN LOZING

ANDERE STRALINGSINCIDENTEN MET EEN HOGE IMPACT

8.1. ONGEVALLEN MET EEN KERNWAPEN 8.1.1. VERANTWOORDELIJKHEDEN EN BEVOEGDHEDEN 8.1.2. WAARSCHUWING BEVOLKING 8.1.3. BEPALEN VAN EFFECTGEBIED / HET METEN VAN 239PU 8.1.4. SCENARIO’S 8.1.5. RISICO’S BIJ EEN BROKEN ARROW 8.1.6. VEILIGHEIDSADVIEZEN HULPVERLENERS 8.2. TERREURAANSLAG MET EEN RADIOLOGISCHE BOM 8.2.1. RADIOLOGISCHE GEVAREN VUILE BOM VÓÓR DETONATIE 8.2.2. RADIOLOGISCHE GEVAREN VUILE BOM NÁ DETONATIE

42 43 46 46 48 49 50 50 50 51 52 52 53 54 55 55 55 56 56 56 57 57 58 58 58

III-iv

9.


OVERZICHT BELANGRIJKE RADIONUCLIDEN EN STRALINGSNIVEAUS

60

9.1. SAMENVATTING DOSISLIMIETEN, INTERVENTIENIVEAUS EN REFERENTIEWAARDEN 9.2. BELANGRIJKE RADIONUCLIDEN EN HUN TOEPASSINGEN 9.2.1. ZWARE STRALINGSBRONNEN 9.2.2. RADIOFARMACA 9.2.3. ANDERE INDUSTRIËLE TOEPASSINGEN 9.2.4. ZWARE NUCLEAIRE ONGEVALLEN 9.2.5. BELANGRIJKE RADIOLOGISCHE DATA

60 60 61 62 62 63 64

10.

67

LITERATUUR


1.

III-1

Inleiding

1.1. Doelstelling basiskennis module In het Radiologisch Handboek Hulpverleningsdiensten wordt een set van standaard procedures gepresenteerd die richting geeft aan de aanpak van elk willekeurig stralingsincident. Alle procedures gaan er vanuit dat hulpverleners ter plaatse de eerste maatregelen nemen, en zo nodig hulp inroepen van collega’s die over specifieke stralingskennis beschikken. Van deze deskundigen wordt verwacht dat zij de werkelijke situatie inpassen in de systematiek van standaard procedures. De hiervoor benodigde basiskennis is beschreven in de hier voorliggende module Achtergrondinformatie voor Specialisten van Brandweer en GHOR. Doel van deze beschrijving is om alle voor de Hulpverleningsdiensten relevante stralingsinformatie te bundelen, en begrip bij te brengen over het hoe en waarom van te ondernemen acties. In deze module zijn enkele tekstblokken met een lichtgrijze achtergrond opgenomen. De daar gepresenteerde informatie geeft extra (wiskundige) verdieping maar is geen vereiste. Verder bevat deze module radiologische gegevens die het mogelijk maken om de situatie zoals beschreven in de standaard scenario’s te vertalen naar de werkelijke situatie. Naast deze theoretische module voor stralingsdeskundigen bevat het Radiologisch Handboek Hulpverleningsdiensten ook basiskennismodules (Achtergrondinformatie voor operationeel leidinggevenden resp. voor de manschappen) die speciaal geschreven zijn voor Brandweerpersoneel en andere hulpverleners met slechts beperkte voorkennis. Die modules hebben veeleer een praktische insteek.

1.2. Stralingsproblematiek ‘in a nutshell’ Mensen die niet al te zeer vertrouwd zijn met straling denken bij stralingsincidenten al snel in doemscenario’s, en de kans is groot dat het handelen eerder bepaald wordt door de perceptie van het gevaar dan door het werkelijke stralingsrisico. Hulpverleners vormen hierop geen uitzondering. Voor professioneel handelen is het dan ook van belang dat hulpverleners zo goed zijn ingevoerd in de stralingsproblematiek, dat men in staat is om de werkelijke betekenis van een stralingsincident snel en adequaat in te kunnen schatten. Afhankelijk van de ernst van het ongeval en de mate van betrokkenheid kan men immers te maken krijgen met stralingsdoses die gemakkelijk een factor tien miljoen uiteen kunnen lopen. De radiologische impact van het ongeval varieert dan van onbetekenend (Voorbeeld: Vliegramp Bijlmermeer, inhalatie verarmd uranium, extra risico op longkanker kleiner dan 1 op 100 miljoen) tot zeer ernstig (Voorbeelden: Fukushima, brandwonden door bestraling van hulpverleners en Tsjernobyl, letale dosis ‘liquidators‘ door externe bestraling, als gevolg van werkzaamheden vlak bij de brandende reactor). Toch worden voorbeelden als boven vaak met elkaar vergeleken, als waren het stralingsongevallen van een vergelijkbare ernst. Blootstelling aan ioniserende straling leidt tot gezondheidsschade. Zeer hoge blootstellingen leiden tot gezondheidseffecten die - enkele uren tot weken na blootstelling - altijd en bij iedereen optreden. Men spreekt in deze gevallen over acute of deterministische effecten. Kenmerkend voor acute effecten is dat er sprake is van een drempeldosis: onder deze drempeldosis treden dit soort effecten niet op. Boven de drempeldosis neemt de ernst van het effect met toenemende stralingsdosis echter sterk toe. Een van de belangrijkste uitgangspunten binnen de stralingsbescherming is dat acute effecten nooit op mogen treden. Dat geldt ook voor de inzet van hulpverleners. Zelfs de hoogste dosisbeperking voor hulpverleners1 ligt nog onder de drempeldosis voor acute effecten. Blootstellingen aan stralingsdoses die zo hoog zijn dat ernstige acute effecten optreden komen zeer weinig voor. Toch zijn er uit het verleden voorgevallen bekend waarbij zelfs dodelijke stralingsdoses zijn ontvangen. Het gaat dan bijvoorbeeld om slachtoffers die direct betrokkenen waren bij zeer zware nucleaire ongevallen (Tsjernobyl, Tokai-mura, de bemanning van de nucleaire onderzeeër K16). Ook is het enkele malen voorgekomen dat personen ongemerkt zijn blootgesteld aan een sterke niet-afgeschermde gammabron. Dat is onder andere gebeurd in 1987 in Goiânia (Brazilië), nadat daar een uit een ziekenhuis gestolen 137Cs-bron ondeskundig was ontmanteld. In 2006 is een werknemer van een Belgische bestralingfaciliteit onbewust blootgesteld aan een zeer hoge stralingsdosis (circa 4,5 Gy). Maar dit zijn allemaal uitzonderlijke situaties. Bij veruit de meeste

1

De dosisbeperking voor levensreddende werkzaamheden bedraagt 750 mSv. Alleen onder zeer bijzondere omstandigheden is overschrijding van deze grenswaarde, en dan uitsluitend op vrijwillige basis, toegestaan (zie Besluit stralingsbescherming [BS01], Artikel 118).

III-2


stralingsincidenten blijft de te ontvangen stralingsdosis, ook voor directe omstanders, ver onder de drempeldosis voor acute effecten. Bij lagere stralingsdoses zijn het de zogenaamde stochastische gezondheidseffecten die bepalend zijn voor het handelen. Het gaat hierbij met name om de kans op het optreden van kanker. In het stralingsbeschermingsmodel wordt aangenomen dat het risico op kanker rechtevenredig toeneemt met de ontvangen stralingsdosis, en dat er geen sprake is van een drempeldosis. De grootte van de ontvangen stralingsdosis bepaalt hier dus niet de ernst van het effect, maar wel de kans dat je met zo’n effect geconfronteerd wordt. Als dat laatste het geval is, is dat overigens pas vele (tientallen) jaren na blootstelling. Volgens deze aanname leidt elke blootstelling aan straling tot een risico. Je kunt het stralingsrisico nooit tot nul terugbrengen, maar wel aanvaardbaar klein houden. Wat aanvaardbaar is, hangt echter af van de omstandigheden. Voor verschillende situaties en doelgroepen bestaan er daarom verschillende normen en limieten. Zo is in geval van een kernongeval de maximaal toelaatbare stralingsdosis voor secundaire hulpverleners2 honderd keer hoger dan de jaardosis waaraan gewone burgers onder normale omstandigheden ten hoogste mogen worden blootgesteld door alle stralingshandelingen samen3. Het feit dat voor verschillende situaties verschillende aanvaardbaarheidsgrenzen voor risico’s gehanteerd worden is overigens niet specifiek voor straling. Ook voor brand geldt dat hulpverleners aan grotere gevaren worden blootgesteld dan leden van de bevolking, en dat onder bepaalde omstandigheden (bijvoorbeeld bij levensreddende werkzaamheden) een hoger risico aanvaardbaar geacht wordt. Bij stralingsincidenten vertrouwen hulpverleners en publiek met name in de beginfase op de radiologische inzichten van de Brandweer. Het is in eerste instantie aan de Brandweer om: 1. de risicosituatie in te schatten, en 2. de afweging te maken of risico’s van handelen in verhouding staan tot de te behalen doelen. Deze afweging is situatie-afhankelijk. Dit Radiologisch Handboek heeft onder meer tot doel om dit moeilijke afwegingsproces handen en voeten te geven.

2 De dosisbeperking voor secundaire hulpverleners (bijvoorbeeld voor het bieden van ondersteuning bij evacuaties of het uitvoeren van metingen) bedraagt 100 mSv [BS01]. 3 De effectieve-dosislimiet voor leden van de bevolking met betrekking tot alle handelingen die een stralingsrisico met zich mee kunnen brengen bedraagt 1 mSv per jaar. Per stralingsbron hanteert de Nederlandse wetgever een limiet van 0,1 mSv [BS01].


2.

III-3

Radioactiviteit en ioniserende straling

2.1. Inleiding Bij het verval van radioactieve stoffen ontstaat ioniserende straling. Zoals de naam zegt is dit een soort straling die vanwege zijn hoge energie per stralingsdeeltje in staat is om atomen te ioniseren4. Ioniserende straling kan ook opgewekt worden met behulp van bepaalde toestellen, zoals Röntgenapparaten, CT-scanners of deeltjesversnellers. Ook wordt de aarde vanuit de kosmos bestookt met allerlei hoog-energetische deeltjes, die verantwoordelijk zijn voor een zekere (ioniserende) stralingsachtergrond. In dit radiologisch handboek zullen we het woord straling vaak gebruiken. In al die gevallen bedoelen we ioniserende straling. De Brandweer is in Nederland de aangewezen eerstelijns hulpverleningsorganisatie bij stralingsincidenten, en dient als zodanig bescherming te bieden aan alle groepen van hulpverleners (Politie, GGD/GHOR, Brandweer) en leden van de bevolking. In de praktijk gaat het daarbij om het beperken van de blootstelling aan straling. Bij stralingsincidenten waarbij de Brandweer het voortouw heeft gaat het vrijwel zonder uitzondering om gevallen waarbij straling wordt uitgezonden door radioactieve stoffen. Dat geldt in ieder geval voor alle scenario’s die gepresenteerd worden in de Maatgevende scenario’s voor ongevallen met categorie-B objecten [Ver04] en de Leidraad Kernongevallenbestrijding [NIB04]. Dit handboek legt daarom de nadruk op straling in relatie met radioactiviteit.

2.2. Radioactiviteit Een atoomkern is opgebouwd uit een aantal protonen (Z) en een aantal neutronen (N). De som van alle kerndeeltjes wordt het massagetal (A) genoemd: A = N + Z. Het aantal protonen bepaalt met welk chemisch element we van doen hebben. Van een gegeven element kunnen echter wel verschillende isotopen bestaan, d.w.z. atoomkernen met verschillende aantallen neutronen. Van al die isotopen van dat element is Z dus wel hetzelfde, maar N, en daarmee ook A, niet. Van het element Jodium (Z=53) bestaat er bijvoorbeeld een isotoop met 74 neutronen, maar ook een met N=78. Deze isotopen worden als volgt genoteerd: 12753I74 resp. 13153I78. In deze notatie staat echter overbodige informatie. Uit de elementnaam volgt namelijk de waarde van Z, en als A dan ook nog gegeven is, dan volgt N simpelweg uit N=A-Z. Het is dus voldoende om bovengenoemde Jodiumisotopen als volgt te noteren: 127I resp. 131I. Een andere schrijfwijze is I-127 resp. I-131. Behalve isotopen (aantal protonen gelijk) kennen we ook isobaren. Dat zijn kerndeeltjes waarvan het massagetal gelijk is.

De mate waarin een voorwerp radioactief is wordt uitgedrukt in ‘Het aantal kerndeeltjes dat per seconde vervalt’. De eenheid van radioactiviteit is dus [s-1], maar hieraan is de aparte naam becquerel [Bq] gegeven.

100

A(t) / Ao (%)

Sommige combinaties van Z en N zijn stabiel, maar andere niet. Een atoomkern die uit een onstabiele combinatie is opgebouwd zal vroeg of laat vervallen, d.w.z. onder uitzending van straling verandert de samenstelling van de atoomkern. Dat verschijnsel heet radioactiviteit; isotopen die radioactief verval vertonen heten radionucliden. In het bovenstaande voorbeeld is 127 I stabiel, maar 131I niet.

75 50 25 0 0

1

2

3

4

5

t / T 1/2

Figuur 2.1 Radioactief verval

De activiteit van een hoeveelheid radioactief materiaal, A(t), neemt in de tijd exponentieel af (zie kader ‘Radioactief verval in formulevorm’). Elk radionuclide kent zijn eigen vervalsnelheid, die uitgedrukt wordt in halfwaardetijd, T½. Na steeds één halfwaardetijd is de helft van de radioactiviteit vervallen. Na 2T½ is dus nog maar een kwart over, en na 5T½ nog ongeveer 3% (zie figuur 2.1)5. Halfwaardetijden van radionucliden kunnen variëren van microsecondes (bijv.: 212Po: T½ = 3·10-7 s) tot vele miljarden jaren (bijv. 238U: T½ = 4,5·109 j).

4 5

Ioniseren is het wegschieten van een of meerdere elektronen uit een atoom of molecuul. Merk op dat een exponentiële afname op logaritmische schaal een rechte lijn vormt. Dat zien we bijvoorbeeld in de figuren 2.2 en 2.3.

6

III-4


2.2.1. Vervalreeksen Als het vervalproduct van een radionuclide zelf ook weer radioactief is, spreken we van een vervalreeks. Het eerste radionuclide wordt dan de moeder (index m) genoemd, en de tweede de dochter (d). 1000 Moeder

Activiteit / A1o (%)

Als de dochter sneller vervalt dan de moeder (T½d < T½m), dan is er na verloop van tijd sprake van evenwicht: na een periode van ingroei volgt de dochter het verval van de moeder. De activiteiten van moeder en dochter zijn dan vrijwel gelijk (zie figuur 2.2). Dat is bijvoorbeeld het geval bij de reeks 99Mo (T½ = 66,0 uur) en 99mTc (T½ = 6 uur). Als (T½d << T½m) dan zijn de activiteiten van moeder en dochter na verloop van tijd zelfs precies gelijk. Dat is bijvoorbeeld het geval bij de reeks 90 Sr (T½ = 28,5 jaar) / 90Y (T½ = 64,1 uur).

10

1 0

1

2

3

t/

Als de dochter langzamer vervalt dan de moeder (T½d > T½m), dan is na enige tijd de moeder vervallen, en vervalt de dochter vervolgens als ware het een op zichzelf staand radionuclide (zie figuur 2.3). De totale activiteit is dan gelijk aan de dochteractiviteit. Er ontstaat dus geen evenwicht.

4

5

6

T 1/2moeder

Figuur 2.2 Moeder en dochter in evenwicht Let op de logaritmische Y-as. 100 Moeder

Activiteit / A1o (%)

In de natuur komen zeer ingewikkelde vervalreeksen voor, die uit 10 tot 20 radionucliden bestaan. De belangrijkste is de uraniumreeks, die begint bij 238U (T½ = 4,5 miljard jaar), en eindigt bij 206 Pb (stabiel lood). Belangrijke radionucliden uit deze reeks zijn 226Ra (T½ = 1600 jaar) en het gasvormige 222Rn (T½ = 3,8 dagen), met de kortlevende dochters 218Po, 214Pb, 214Bi en 214 Po. Radon en kortlevende dochterproducten leveren, wereldwijd maar ook in Nederland, het grootste aandeel aan de stralingsbelasting van de mens (zie sectie 5.2). Andere natuurlijke reeksen zijn de thoriumreeks (232Th – 208Pb) en de actiniumreeks (235U – 207Pb). Met een sterretje (bijv. 238U*) wordt aangeven dat vervalproducten meebeschouwd worden.

Dochter Totale activiteit

100

Dochter Totale activiteit

10

1 0

2

4

6

t/

T 1/2moeder

8

10

Figuur 2.3 Moeder en dochter NIET in evenwicht Let op de logaritmische Y-as.

Radioactief verval in formulevorm Wanneer één radioactieve atoomkern precies zal vervallen weet je nooit, maar voor een grote groep gelijke radionucliden geldt dat het aantal atomen dat per tijdseenheid vervalt altijd een vast ‘percentage’ is van het (nog) aanwezige aantal radionucliden. Wiskundig kan dat als volgt geschreven worden: dn/dt = -λn waarbij n het aantal radionucliden is en λ de zogenaamde vervalconstante. Deze vervalcontante, die de dimensie [s-1] heeft, is voor elk radionuclide anders. De oplossing van deze differentiaalvergelijking luidt als volgt: n(t) = no exp(-λt) met no het aantal deeltjes op tijdstip t = 0. Het aantal radioactieve deeltjes neemt dus exponentieel af met de tijd. De activiteit A van een bepaalde stof is gedefinieerd als het aantal kerndeeltjes in die hoeveelheid materie dat per seconde spontaan vervalt, ofwel: A = λn. Radioactiviteit heeft als eenheid becquerel [Bq]. De activiteit van een verzameling radionucliden neemt dus ook exponentieel af, volgens:


III-5

A(t) = Ao exp(-λt) waarbij Ao (=λno) de activiteit op tijdstip t = 0 voorstelt. Typerend voor exponentieel verval is dat, wanneer je ook begint te kijken, altijd na steeds een zelfde hoeveelheid tijd, de activiteit gehalveerd is. Deze voor ieder radionuclide karakteristieke tijd heet halfwaardetijd, T½. Na vijf halfwaardetijden is er dus nog ongeveer 3% van de oorspronkelijke activiteit over, en na tien halfwaardetijden minder dan éénduizendste. Voor het verband tussen T½ en λ gebruiken we de bovenstaande formule voor t = T½: A(T½) = Ao exp(-λT½) = 0,5 Ao ⇒ exp(-λT½) = 0,5 ⇒ T½ = ln(2) / λ Als het vervalproduct van een radionuclide zelf ook weer radioactief is, spreken we van een vervalreeks. Het eerste radionuclide wordt dan de moeder genoemd, en de tweede de dochter. Het verval van de moeder (index m) gaat zoals boven beschreven, maar bij het verval van de dochter (index d) vinden we nu een extra term die de ingroei beschrijft: dnm/dt = -λmnm

en

dnd/dt = λmnm (ingroei vanuit de moeder) - λdnd (verval van de dochter)

Door de rechter differentiaalvergelijking op te lossen, en gebruik te maken van de formules Am = λmnm en Ad = λdnd, vinden we voor de activiteit van de dochter de volgende formule: Ad(t) = [ λd / (λd-λm ) ] Am(0) [(exp(-λmt)- exp(-λdt)] + Ad(0) exp(-λdt) De laatste term (met Ad(0)) doet alleen mee als er op tijdstip t = 0 al enige dochteractiviteit aanwezig is. Als de dochter sneller vervalt dan de moeder (λd > λm), dan is er na verloop van tijd sprake van evenwicht: na een periode van ingroei volgt de dochter het verval van de moeder. De activiteiten van moeder en dochter zijn dan vrijwel gelijk (zie figuur 2.2). Dat is bijvoorbeeld het geval bij de reeks 99Mo (T½ = 66,0 uur) en 99mTc (T½ = 6 uur). Als (λd >> λm) dan zijn de activiteiten van moeder en dochter na verloop van tijd zelfs precies gelijk. Dat is bijvoorbeeld het geval bij de reeks 90Sr (T½ = 28,5 jaar) / 90Y (T½ = 64,1 uur). Als de dochter langzamer vervalt dan de moeder (λd < λm), dan is na enige tijd de moeder vervallen, en vervalt de dochter vervolgens als ware het een alleenstaand radionuclide. De totale activiteit is dan gelijk aan de dochteractiviteit. Er ontstaat dus geen evenwicht. Zie hiervoor figuur 2.3.

2.3. Soorten radioactief verval Er zijn verschillende vormen van radioactief verval mogelijk. Welk type verval plaats vindt hangt af van de oorspronkelijke combinatie van N en Z. De belangrijkste vervalsoorten zijn β--verval, β+-verval en α-verval. De deeltjes die bij radioactief verval vrijkomen hebben een hoge kinetische energie, die uitgedrukt wordt in keV of MeV6. Er bestaan verschillende overzichten die laten zien hoe een bepaald radionuclide vervalt. Meest bekend zijn de software applicatie RadDecay en de Karlsruher Nuklidkarte, zowel beschikbaar als poster of op A4-formaat. Met name de Karlsruher Nuklidkarte, waar in de x-richting het aantal neutronen (N) wordt weergegeven, en in de y-richting het aantal protonen (Z), is met zijn heldere kleurstelling erg inzichtelijk.

2.3.1. Eigenschappen β--verval

Bij β--verval, dat voorkomt bij radionucliden met teveel neutronen, blijft het massagetal A gelijk, maar ‘verandert’ er in de kern een neutron in een proton. Gelijktijdig wordt een β--deeltje (elektron) en – minder belangrijk – een zogenaamd antineutrino uitgezonden. In formule: A N ZX

→ AZ+1YN-1 + β- + ν

Op de Karlsruher Nuclidkarte zijn β--stralers cyaan(lichtblauw)-kleurig. Elke β--straler vervalt naar het (radio)nuclide dat er linksboven aan grenst (zie figuur 2.4). Bij verval schuiven ze dus over de schuine lijn der isobaren op in de richting van de stabiele (zwarte) nucliden. 6

1 eV = 1,60219 10-19 J.

III-6


2.3.2. Elektronvangst en β+-verval

Bij β+-verval, dat voorkomt bij radionucliden met teveel protonen, gaat er in de kern een proton over in een neutron. Gelijktijdig wordt een β+-deeltje (positron) en een neutrino uitgezonden. In formule: A N ZX

→ AZ-1YN+1 + β+ + ν

Positronen (‘positieve elektronen’) zijn anti-materie en hebben maar een korte levensduur. Als een positron een elektron tegenkomt veranderen ze samen in twee fotonen7 van elk 511 keV, die in tegengestelde richting worden uitgezonden. Dit proces wordt annihilatie genoemd en is karakteristiek voor β+-straling. Van dit verschijnsel wordt bijvoorbeeld gebruik gemaakt in de medische diagnostiek (PET = Positron Emission Tomography). Voorbeelden van β+-stralers zijn 18F en 11C. Een vervalreactie die hier een beetje op lijkt is elektronvangst. Daarbij wordt een elektron ingevangen in de atoomkern, waarna er een proton in een neutron verandert: A N ZX

Figuur 2.4 Schema β-- en β+-verval

+ e- → AZ-1YN+1 + ν

Op de Karlsruher Nuklidkarte hebben radionucliden die vervallen via β+-verval of elektronvangst een roze/roodachtige tint gekregen. Zij vervallen naar het (radio)nuclide dat in de nuclidenkaart er rechtsonder staat (zie figuur 2.4). Bij verval schuiven ook zij dus over de isobarenlijn op in de richting van de stabiele atoomkernen (maar in vergelijking met β--stralers in tegengestelde richting). Bij β-verval wordt de vrijkomende energie verdeeld over het elektron (of positron) en het (anti)neutrino. De vrijkomende β-deeltjes kunnen dus verschillende energieën (Eβ) hebben. Wel is er sprake een maximum energie, Eβ,max. Het β-deeltje heeft dan alle energie overgedragen gekregen, en het (anti)neutrino niets. De gemiddelde energie van de β-deeltjes is ongeveer éénderde van de maximale energie. Elke β-straler kent zijn eigen karakteristieke Eβ,max (typisch tussen 0,1 en 10 MeV).

2.3.3. Alfa-verval Bij α-verval verdwijnen er twee neutronen en twee protonen uit de kern, die samen een α-deeltje vormen. Een α-deeltje is dus eigenlijk een Heliumkern (He2+), maar dan met een hoge kinetische energie. In formulevorm: A N ZX

→ A-4Z-2YN-2 + α

Dit type verval komt voor bij elementen met een zeer hoge Z-waarde. Op de Karlsruher Nuklidkarte zijn deze radionucliden geel weergegeven, α-verval uit zich op de kaart (zie figuur 2.5) als een overgang van twee hokjes naar beneden (ZZ-2) en twee hokjes naar links (NN-2). In totaal zijn er dus vier kerndeeltjes verdwenen (AA-4). Bekende voorbeelden van α-verval zijn 238U 234Th en Figuur 2.5 Voorbeeld α-verval 210 Po 206Pb. In tegenstelling tot de situatie bij β-verval ligt de energie van het uitgezonden α-deeltje voor elke αstraler precies vast. Voor de meeste α-stralers ligt deze energie ergens tussen 4 en 8 MeV. Voor bijvoorbeeld 238 U bedraagt deze 4,197 MeV, en voor 210Po 5,304 MeV. Via een precieze meting van de stralingsenergie kunnen α-stralers dus geïdentificeerd worden (α-spectrometrie). Dit vergt echter zeer specialistische apparatuur. 7

Zie voor uitleg over fotonen sectie 2.3.4


III-7

2.3.4. Gammastraling Bij radioactief verval van een atoom komt dus, afhankelijk van het radionuclide waar het om gaat, een α- of βdeeltje vrij. In veel gevallen wordt er daarnaast vanuit de atoomkern ook nog een foton uitgezonden. Een foton is een soort ‘elektromagnetisch energiepakketje’. De fotonen (γ-deeltjes) die vrijkomen bij radioactief verval hebben een hoge energie (typisch 10 keV – 10 MeV). De verzameling fotonen die bij radioactiviteit vrijkomt noemen we gammastraling (γ-straling). De (zeer) verschillende eigenschappen van α-, β- en γ-straling worden verderop besproken. Bij radioactief verval kan het voorkomen dat de nieuw gevormde kern nog enige tijd in een ‘aangeslagen toestand’, d.w.z. een toestand van hogere energie verkeert. Radionucliden van dezelfde samenstelling, maar verkerend in verschillende energietoestanden, noemen we isomeren. Isomeren worden aangeduid met een m achter het massagetal. Bij verval naar de grondtoestand wordt er doorgaans een foton uitgezonden. Een bekend isomeer is 99mTc, dat ontstaat uit 99Mo. 99mTc vervalt met een halfwaardetijd van circa 6 uur naar 99Tc. Daar komt γ-straling bij vrij met een energie van 141 keV. Op de Karlsruher Nuklidkarte zijn isomeren aangeduid met een wit rechthoekje. • Remstraling Wanneer β-deeltjes met een hoge energie langs zware atoomkernen scheren, worden ze door de elektrische lading van de atoomkern afgebogen en afgeremd. Daarbij ontstaat remstraling. Remstraling is een vorm van elektromagnetische straling, en gedraagt zich dus hetzelfde als γ-straling. Het deel van de β-stralingsenergie dat wordt omgezet in remstraling neemt vrijwel evenredig toe met zowel Z als Eβ,max. Van β-deeltjes met Eβ,max = 2 MeV wordt in perspex maar 1% van de totale energie omgezet in remstraling, maar in lood bedraagt die fractie al meer dan 10%. • Röntgenstraling Bij elektronenvangst ontstaat er een ‘gat’ in de binnenste elektronenschil van het atoom, dat vrijwel meteen ingevuld wordt door een elektron uit een van de buitenste schillen. Bij deze overgang wordt (karakteristieke) Röntgenstraling uitgezonden met een energie die gelijk is aan het verschil in bindingsenergie tussen het elektron in de binnenschil en in de buitenschil. Ook Röntgenstraling is een vorm van elektromagnetische straling, en gedraagt zich dus hetzelfde als γ-straling. Alleen de oorspong is anders. In Röntgenapparaten worden elektronen met behulp van een gloeikathode vrijgemaakt, in een elektrisch veld versneld en vervolgens op een trefplaat (anode) geschoten. Daarbij ontstaat zowel remstraling als karakteristieke Röntgenstraling. De energie van de zo opgewekte Röntgenstraling bedraagt typisch zo’n 100 tot 300 keV. Een groot voordeel van een Röntgenapparaat is dat er geen straling meer uitkomt zodra het apparaat uitgeschakeld wordt. Hetzelfde geldt voor deeltjesversnellers. Een γ-stralingsbron, daarentegen, moet altijd afgeschermd worden. • Annihilatiefotonen Zoals reeds eerder gemeld worden er bij β+-verval positronen uitgezonden. Elk positron gaat in zeer korte tijd samen met een elektron op in twee fotonen van elk 511 keV, die in tegengestelde richting worden uitgezonden. Deze fotonen van 511 keV worden ook wel annihilatiefotonen genoemd.

2.3.5. Emissiewaarschijnlijkheid Tot nu toe hebben we net gedaan alsof 100% van elk radionuclide op precies dezelfde manier vervalt. Dat is echter niet altijd het geval. Soms bestaan er meerdere vervalmogelijkheden, met ieder hun eigen emissiewaarschijnlijkheid, ook wel opbrengst genoemd8. De afkorting hiervan is y (niet te verwarren met γ!), van het engelse yield. De som van alle emissiewaarschijnlijkheden is 100%. Het belangrijke radionuclide 137Cs, bijvoorbeeld, vervalt in 5,6% van de gevallen naar 137Ba, en zendt daarbij een β--deeltje uit met een maximale energie van 1,2 MeV. 137Ba is stabiel. In de andere 94,6% van de gevallen vervalt Cs137 eerst naar 137mBa, nu onder uitzending van een β--deeltje met een maximale energie van 0,5 MeV. Binnen een paar minuten vervalt 137mBa vervolgens naar 137Ba. In 90% van die gevallen wordt een foton uitgezonden met een energie van 662 keV. 8

Radionucliden die op verschillende manieren (bijvoorbeeld 90% via β+-verval en 10% via α-verval) kunnen vervallen hebben op de Karlsruher Nuklidkarte dubbele kleuraanduidingen. Voor details over de betekenis daarvan wordt verwezen naar de handleiding van de kaart.

III-8


Uitgewerkt voorbeeld Een van de belangrijkste radionucliden, in termen van ongevalsbestrijding, is 137Cs. Dit radionuclide vervalt met een halfwaardetijd van 30,2 jaar middels β--verval (‘cyaankleurig’ op de Karlsruhe Nuklidkarte). Er zijn echter twee mogelijkheden: in 94,6% van de gevallen zendt 137Cs een β--deeltje uit met een maximum energie van 0,5 MeV. 137Cs vervalt dan naar 137mBa. Deze isomeer vervalt vervolgens weer met een halfwaardetijd van 2,55 min naar 137Ba, dat stabiel is. Bij deze overgang komt in 90% van de gevallen een foton vrij met een energie van 662 keV. Merk op dat het duo 137Cs/137mBa zo onafscheidelijk is dat de 662 keV γ-straling door vrijwel iedereen aan 137 Cs wordt toegeschreven. 137Cs en 137mBa raken snel met elkaar in evenwicht. Bij een emissiewaarschijnlijkheid van 100% zouden de activiteiten van moeder en dochter precies gelijk zijn aan elkaar, immers λ2 >> λ1. Vanwege de lagere opbrengst is de dochteractiviteit nu slechts 94,6% van die van de moeder. In de andere 5,4% van de gevallen vervalt 137Cs meteen naar 137Ba. In die gevallen wordt een β--deeltje uitgezonden met een maximum energie van 1,2 MeV. De gemiddelde energie van die β--deeltjes bedraagt circa 0,4 MeV.

Vraag: 137

Cs wordt meestal beschikbaar gesteld in de vorm van 137CsCl, een babypoederachtige substantie. Stel we hebben 1 gram van dat spul. Hoeveel fotonen van 662 keV komen daar bij benadering per seconde uit vrij?

Antwoord:

Het massagetal van het molecuul 137CsCl is 172,5 (137+35,5). Eén gram bevat dus NA/172,5 ≈ 3,5.1021 137Csdeeltjes, waarbij NA het getal van Avogradro voorstelt (NA=6,0.1023 mol-1). De activiteit (A) van die gram volgt uit: A = λ1N ≈ 2,5 1012 Bq = 2,5 TBq. Per desintegratie is de waarschijnlijkheid op een foton van 662 keV ongeveer 0,85, wat het product is van 0,946 (emissiewaarschijnlijkheid overgang naar 137mBa) en 0,9 (emissiewaarschijnlijkheid foton van 662 keV bij verval van 137mBa naar grondtoestand). Die éne gram CsCl straalt per seconde dus circa 2160 miljard fotonen van 662 keV uit. Daarnaast worden er nog vele β-deeltjes en andere fotonen uitgezonden. Daar kun je maar beter niet te dichtbij gaan staan!

2.4. Eigenschappen ioniserende straling Bij ioniserende straling kunnen we onderscheid maken tussen direct en indirect ioniserende straling. Het verschil zit hem in het gegeven of de hoog-energetische deeltjes wèl of níet elektrisch geladen zijn: α’s en β’s zijn geladen deeltjes en behoren tot de categorie direct ioniserende straling. Fotonen (en ook neutronen) zijn ongeladen en daarmee indirect ioniserend. Zoals zal worden toegelicht heeft dat nogal wat consequenties voor de manier waarop deze deeltjes door materie worden beïnvloed, en daarmee dus ook voor de dracht van de verschillende soorten straling.

2.4.1. Direct ioniserende straling (α’s en β’s) Wanneer geladen deeltjes zich met een hoge kinetische energie door materie (bijvoorbeeld lucht of weefsel) heen bewegen, geven ze via botsingen beetje bij beetje hun energie af. Dat gebeurt door middel van de elektromagnetische wisselwerking tussen het geladen deeltje en de elektronenwolken rond atomen en moleculen. Het resultaat van zo’n ‘botsing’ is dat een elektron uit de elektronenwolk rond een atoomkern weggeschoten kan worden (ionisatie), of in een hogere energiestaat kan worden gebracht (aangeslagen toestand); α- en β-deeltjes trekken dus ionisatiesporen door materie. Die sporen zien er voor α- en β-deeltjes echter geheel anders uit. Dat komt door het verschil in massa tussen α’s en β’s. • Dracht α-deeltjes Een α-deeltje bestaat uit twee protonen en twee neutronen en is dus eigenlijk een Helium-kern. Ten opzichte van elektronen is zo’n deeltje dus erg zwaar. Het spoor van een α-deeltje door materie lijkt daarom op dat van een ontspoorde goederenlocomotief: ‘Erg ver komt ie niet, maar hij trekt wel een (rechtlijnig) spoor van vernieling achter zich aan’. Het verlies van energie per afgelegde weglengte is redelijk constant, maar hangt wel af van de eigenschappen van de materie in kwestie. Vooral de dichtheid is daarbij van belang: in lucht komt een α-deeltje een stuk verder dan in bijvoorbeeld water of weefsel.


III-9

De maximaal af te leggen weg van een hoogenergetisch geladen deeltje heet de (maximale) dracht, R. In lucht is de dracht van een α-deeltje ten hoogste 6 à 7 cm. In weefsel of vergelijkbaar materiaal komt zo’n deeltje echter niet verder dan 60 µm. Het verschil van ruwweg een factor 1000 zit hem grotendeels in het verschil in soortelijke massa. Merk op dat je α-deeltjes dus al met een stevig papiertje tegenhoudt. Dit betekent onder meer dat α-deeltjes niet gemakkelijk te meten zijn (dat is onhandig), maar ook dat α-straling door kleding en zelfs door je (dode) opperhuid wordt tegengehouden (en dat is mooi meegenomen). • Dracht β-deeltjes Een β-deeltje is een elektron of een positron, en is dus even zwaar als de elektronen waarmee de interacties plaatsvinden. Het botsingsproces heeft dan ook eerder de kenmerken van een poolbiljartspel. Het spoor is veel grilliger en de dracht van β-deeltjes is beduidend groter dan die van α-deeltjes. Als vuistregel kunnen we voor de dracht van elektronen Rβ (cm) de volgende formule9 gebruiken: Rβ ρ ≈ 0,5 Eβ,max Hier is Eβ,max (MeV) de maximale energie van de β-deeltjes en ρ (g/cm3) de soortelijke dichtheid van de materie waarmee we te maken hebben. Laten we eens kijken wat dat betekent voor bijvoorbeeld de combinatie 90Sr / 90Y. De β’s van 90Sr hebben een maximale energie Eβ,max = 0,546 MeV. In lucht (ρ = 1,29 10-3 g/cm3) levert dit een dracht op van een meter of twee, in weefsel (ρ = 1,2 g/cm3) komen ze niet verder dan een paar millimeter. De β’s van 90Y hebben een veel hogere maximale energie, Eβ,max = 2,284 MeV. Voor lucht vinden we nu een dracht van bijna negen meter. In weefsel dringen de β’s van 90Y ongeveer een centimeter binnen. Om β’s af te schermen heb je dus een plaatje nodig met dikte d (cm) groter dan: d > 0,5 Eβ,max / ρ waarbij ρ (g/cm3) de soortelijke massa van het te gebruiken materiaal is. Willen we met aluminium (ρ = 2,7 g/cm3) de β’s van 90Y tegenhouden, dan moet het aluminium plaatje dus tenminste 4,3 mm dik zijn. Van alle in de praktijk gangbare β-stralers levert 90Y β-deeltjes met de hoogste energie (Eβ,max = 2,3 MeV). In lucht komen de β’s van 90Y hooguit 9 m ver. In geval van een onafgeschermde β-bron biedt een opstellijn op een gangbare afstand van 25 meter dus volledige bescherming. In weefsel dringen de β’s van 90Y ongeveer een centimeter binnen. Er bestaan een paar exotische radionucliden met hardere β’s dan die van 90Y, maar ook daarvoor levert een afstand van 25 meter tot de bron afdoende bescherming. De meest gangbare β’s kun je dus volledig afschermen met 5 mm aluminium. Ook 1 cm perspex (perspex lijkt qua samenstelling erg op weefsel en wordt daarom ‘weefselequivalent’ genoemd, ρ is 1,2 g/cm3) voldoet goed. Voor β’s is het niet zo handig om lood als afscherming te kiezen, omdat er dan meer remstraling geproduceerd wordt. Bij de afscherming van β+-stralers dient men verder te bedenken dat elk positron op enig moment samen met een elektron overgaat in twee fotonen van ieder 511 keV. Rond β-bronnen zie je daarom vaak een eerste mantel van perspex, waarin alle β’s worden gestopt, en daaromheen een laagje lood voor de afscherming van remstraling en annihilatiefotonen. Tabel 2.1 Bovengrenzen voor de dracht van α’s en β’s in lucht, weefsel en aluminium Dracht Max. energie in lucht in weefsel in aluminium < 7 cm < 60 µm < 5 µm 7,7 MeV α-deeltjes < 10 m < 5 mm ≈ 1 cm 2,3 MeV2) β-deeltjes1) 1) 2)

9

De genoemde waarden voor de dracht gelden alleen voor de β-deeltjes, maar niet voor de eventueel gevormde fotonen Als praktische bovengrens is de maximale β-energie van 90Y genomen.

Deze formule klopt goed indien Eβ,max > 1 MeV. Als Eβ,max (veel) kleiner is dan 1 MeV wordt de zo berekende dracht (sterk) overschat.

III-10


2.4.2. Indirect ioniserende straling (fotonen en neutronen) Voor deeltjes zonder elektrische lading geldt dat de interactiekans met materie veel kleiner is. Dat resulteert in een veel grotere dracht, en het feit dat deze soorten van straling veel moeilijker (volledig) zijn af te schermen. We zullen dit in meer detail uitwerken voor fotonen, om dan nog kort iets te zeggen over neutronen. • Interactie tussen fotonen en materie De kans op wisselwerking tussen fotonen en materie is ten opzichte van die van geladen deeltjes klein, maar daar staat tegenover dat zo’n foton bij één interactie een groot deel van zijn energie kan afgeven. Sterker nog, het kan zelfs in één keer. Als gevolg van dit soort interacties ontstaan er elektronen die met grote snelheid uit een atoom of molecuul geschoten worden. Die gedragen zich vervolgens als waren het β--deeltjes. Elk door een foton vrijgemaakt elektron trekt vervolgens weer een eigen ionisatiespoor. Er bestaan drie verschillende soorten van wisselwerking tussen fotonen en materie, te weten het foto-elektrisch effect, het Compton-effect en paarvorming. In figuur 2.6 is als functie van fotonenergie en atoomnummer aangegeven welk proces wanneer dominant is. Foto-elektrisch effect Bij het foto-elektrisch effect wordt de volledige fotonenergie in één keer overgedragen aan een elektron uit een atoomschil. Die krijgt daarmee een kinetische energie die gelijk is aan die van het invallende foton, verminderd met zijn oorspronkelijke bindingsenergie. Dat elektron verliest zijn energie vervolgens weer stapsgewijs via botsingen, zoals boven beschreven bij β-deeltjes. De kans dat het foto-elektrisch effect optreedt neemt sterk toe met toenemend Z-getal en afnemende fotonenergie. 100

Atoomnummer (Z)

Compton-effect Bij het Compton-effect wordt slechts een deel van de fotonenergie afgegeven aan een elektron. Het nieuw gevormde foton heeft niet alleen een lagere energie dan het oorspronkelijke (verdwenen) foton, maar is ook van richting veranderd. Het Compton-effect is dominant bij lichte atoomkernen en fotonenergieën rond 1 MeV.

80

Foto-elektrisch effect

Paarvorming

60 40 20

Compton effect

Paarvorming Fotonen met een energie groter dan 1022 keV 0 (= 2x 511 keV, de rustmassa10 van een elektron of 0,01 0,1 1 10 100 positron) kunnen onder invloed van wisselwerking Fotonenergie (MeV) met een atoomkern opgaan in een elektronpositron paar. De resterende energie wordt als Figuur 2.6 Dominantie van interactieprocessen tussen kinetische energie in een gelijke verdeling aan kern en foton, als functie van fotonenergie deze deeltjes meegegeven. Deze deeltjes gedragen en atoomnummer zich vervolgens als een β-- en een β+-deeltje. Uiteindelijk zal het positron weer samen met een elektron opgaan in twee annihilatiefotonen van elk 511 keV. Die fotonen geven hun energie vervolgens weer aan de omliggende materie af via het foto-elektrisch effect of het Compton-effect. In materie met Z > 20 is paarvorming dominant bij fotonenergieën boven 5 à 10 MeV. Naast de bovengenoemde effecten bestaan er ook nog processen waarbij nauwelijks energie wordt overgedragen, maar die wel bijdragen aan de verstrooiing van fotonen. De verstrooiing van fotonen is verantwoordelijk voor effecten als sky-shine en build-up. Dit merken we bijvoorbeeld wanneer een sterke γ-bron onafgeschermd om zich heen straalt; omstanders zullen dan niet alleen rechtstreeks vanaf de bron bestraald worden, maar ook – vanwege verstrooiing van fotonen – vanuit de omgeving. • Verzwakking van fotonen De dracht van α- en β-deeltjes kent – afhankelijk van hun energie en de eigenschappen van de materie waarin ze zich voortbewegen – een maximale waarde. Hoe sterk bijvoorbeeld een 90Sr/90Y-bron ook is, geen enkel βdeeltje komt verder dan 10 m. Voor fotonen geldt zoiets echter niet: bij benadering neemt de intensiteit van γstraling exponentieel af met de afstand (zie kader ‘Verzwakking van fotonen’). De mate van verzwakking is 10

Het verband tussen energie en massa wordt weergegeven door de beroemde Wet van Einstein: E=mc2.


III-11

afhankelijk van de foton-energie en de eigenschappen van het absorptiemateriaal. Als praktische maat voor de verzwakking wordt vaak de halveringsdikte, d½ genomen. Voor fotonen van 1 MeV varieert de halveringsdikte van in de praktijk toegepaste materialen van 10 mm (lood) tot 100 mm (water). Beton zit daar met 50 mm tussenin. Merk op dat je voor een verzwakking van een factor 1000 zeker 10 halveringsdiktes nodig hebt. Bij gebruik van beton wordt dat dus een muur van een halve meter dik! In de bovenstaande benadering is nog geen rekening gehouden met build-up. Hiermee wordt het effect bedoeld dat, vanwege verstrooiing van fotonen in het afschermingsmateriaal, er naast een afgezwakte primaire stralingsbundel ook sprake is van een secundaire bestralingscomponent die uit allerlei richtingen nadert. Buildup is vergelijkbaar met het verstrooiingseffect van zonlicht dat er toe leidt dat een onbewolkte hemel blauw is, en dat je onder een parasol toch nog bruin kunt worden (of verbranden) als gevolg van aan deeltjes verstrooide UVstraling die vanuit allerlei richtingen op je afkomt. Naast het build-up effect geldt ook nog dat verzwakking van fotonen beter gaat bij fotonen met een lage energie. Bij toepassing van een halveringsdikte zal de gemiddelde energie van de uittredende fotonen daarom hoger zijn, met als gevolg dat voor elke volgende halvering van de fotonenstroom de benodigde halveringsdikte toeneemt. Voor de bepaling van de gewenste afscherming van γ-straling kan men daarom het beste gebruik maken van transmissiegrafieken of tabellen. Figuur 2.7A toont voor γ-straling van 137Cs, 60Co en 124Sb de afscherming van beton als functie van de dikte. Figuur 2.7B laat hetzelfde zien voor lood.

Figuur 2.7 Transmissie van brede bundels gammastraling van respectievelijk 137Cs, door beton (A) en lood (B) [ICRP82]

60

Co en 124Sb

• Neutronen Neutronen vormen een geval apart, en zullen hier slechts summier worden besproken. Neutronen zijn ongeladen, waardoor de kans op interactie met omliggende materie klein is. Neutronen zijn dus zeer moeilijk af te schermen. De weinige interacties die plaatsvinden berusten op wisselwerking met atoomkernen. Zo’n atoomkern kan een deel van de neutronen-energie opnemen, of zelfs het gehele neutron invangen. Bij deze processen kunnen fotonen of andere hoogenergetische deeltjes vrijkomen, die hun energie afgeven zoals boven besproken. Bij neutronenvangst kan de nieuw gevormde kern radioactief zijn, er is dan sprake van activering. Soms kan een atoom zelfs splijten na vangst van een neutron. Op dat principe berust de kernreactor.

III-12


Verzwakking van fotonen De verzwakking van fotonen verloopt in eerste orde benadering (‘smalle bundel geometrie’) exponentieel: Φ(z) = Φo exp(-µz) In deze formule stelt Φ(z) het aantal passerende fotonen voor op indringdiepte z en Φo die op diepte 0; µ is de zogenaamde lineïeke verzwakkingscoëfficiënt. De exponentiële factor, exp(-µz), wordt ook wel de transmissiefactor genoemd. Als handige maat voor de verzwakking van fotonen wordt vaak de halveringsdikte genomen, d½. Het verband tussen halveringsdikte en lineïeke verzwakkingscoëfficiënt (dat heel veel lijkt op het eerder afgeleide verband tussen T½ en λ) luidt als volgt: Φ(d½) = Φo exp(-µd½) = 0,5 Φo ⇒ exp(-µd½) = 0,5 ⇒ d½ = ln(2) / µ Halveringsdikte en lineïeke verzwakkingscoëfficiënt zijn afhankelijk van de fotonenergie en de eigenschappen van het absorptiemateriaal.


3.

III-13

Gezondheidseffecten

Al snel na de ontdekking van Röntgenstraling en radioactiviteit, eind 19de eeuw, ontdekte men dat blootstelling aan straling tot negatieve gezondheidseffecten kon leiden, variërend van roodheid van de huid tot brandblaren en erger. Daarna duurde het nog vele tientallen jaren voordat men tot de ontdekking kwam dat blootstelling aan straling na verloop van tijd ook kanker kan veroorzaken. Het achterliggende mechanisme begon men pas ergens eind jaren vijftig langzaam te vatten, na de ontdekking van het DNA. Dat nam niet weg dat er intussen al diverse internationale commissies waren ontstaan, die zorg droegen voor aanbevelingen op het gebied van de stralingsbescherming. Sindsdien is de kennis over de gezondheidseffecten van straling gestaag toegenomen, en is hand in hand daarmee de stralingsbeschermingsmethodiek steeds verder verfijnd.

3.1. Biologische schade Biologische organismen bestaan uit verzamelingen levende cellen. Om als organisme in stand te blijven is het noodzakelijk dat er voortdurend celdeling plaatsvindt. Het proces van celdeling wordt gestuurd door het DNA dat in de celkern zit. Een DNA-molecuul bestaat uit twee om elkaar heen gedraaide strengen waaraan naast elkaar een lange serie van stikstofbasen hangt. Er zijn vier verschillende basen: adenine (A), guanine (G), thymine (T) en cytosine (C). Van deze stikstofbasen zijn er twee koppels die (via waterstofbruggen) verbindingen kunnen vormen: A-T en C-G. De twee strengen van het DNA-molecuul zitten via dit soort verbindingen aan elkaar, als een soort getordeerde ritssluiting (zie figuur 3.1). De volgorde van de stikstofbasen aan het DNA is van wezenlijk belang. Het vormt de ‘biologische computercode’ die ten grondslag ligt aan alle processen die in het levende organisme plaatsvinden. Celdeling begint met het ‘openen van de ritssluiting’. Tegenover elke DNA-streng wordt vervolgens een spiegelbeeld opgebouwd, waarvoor de oorspronkelijke streng de matrijs levert (zie figuur 3.1). Op deze manier verdubbelt het DNAmolecuul zich. Vervolgens vindt celdeling plaats, waarbij iedere cel zijn eigen DNA krijgt. Als alles goed gaat, is het nieuwe DNA een perfecte kopie van de oorspronkelijke versie.

3.1.1. DNA-schade Onder invloed van ioniserende straling kunnen, rechtstreeks of na vorming van zogenaamde radicalen (zeer reactieve moleculen), chemische verbindingen beschadigd raken. Gebeurt dat binnen het DNA (de computercode van de cel), dan kan dat verstrekkende gevolgen hebben. Het hangt van het type schade af hoe erg de gevolgen (kunnen) zijn. Binnen een cel zijn er namelijk verschillende herstelmechanismen werkzaam. Indien Figuur 3.1 Schematische weergave de schade aan het DNA complex is, bestaat de kans dat het DNA-deling herstelmechanisme faalt, met als resultaat dat de cel niet meer kan delen. Deze schade uit zich vaak pas als de cel aan deling toe is. Dat kan uren, dagen of weken na het ontstaan van de schade zijn, afhankelijk van het type cel. Men spreekt in dit geval van celdood. Een andere mogelijkheid is dat er in het DNA een mutatie optreedt. De cel kan nog wel gewoon delen, maar er zit een weeffoutje in de code. Op de lange termijn kan dit, in samenhang met andere gebeurtenissen, tot de inductie van kanker leiden11. Hier ligt veel nadruk op kan, want we hebben het hier over een effect met een lage trefkans, waarbij erg veel van het toeval afhangt.

3.1.2. Invloed van stralingstype en dosistempo Zoals eerder besproken leveren α-deeltjes in materie een kort maar heftig ionisatiespoor. Dit betekent dat αdeeltjes lokaal zwaardere schade aan het DNA toebrengen dan β-deeltjes en fotonen. Een voorbeeld van zwaardere schade is de zogenaamde dubbelstrengsbreuk, waarbij de ‘ritssluiting’ aan twee kanten is gebroken. Zo’n dubbelstrengsbreuk is veel moeilijker foutloos te repareren dan een enkelstrengsbreuk, vooral als er 11 In dit verband wordt ook het ontstaan van genetische effecten (erfelijke afwijkingen in het nageslacht) als mogelijkheid genoemd, maar aanwijzingen dat straling hier een rol van betekenis speelt zijn zeer beperkt.

III-14


tegelijkertijd meerdere gebroken DNA-moleculen in de celkern aanwezig zijn. Dit betekent dat de biologische schadelijkheid van α-straling groter is dan die van β- en γ-straling. We zullen in Hoofdstuk 4 zien dat α-straling daarom een biologische weegfactor krijgt die twintig keer zo hoog is als die van β- en γ-straling. Iets dergelijks geldt ook voor neutronen. Ook moge duidelijk zijn dat herstel van DNA-schade bij een kortdurende blootstelling aan een hoge stralingsintensiteit (‘acute bestraling’) moeizamer gaat dan in geval van langdurige blootstelling aan een overeenkomstig lagere stralingsintensiteit (‘chronische bestraling’).

3.2. Deterministische effecten Als het een enkele cel betreft, is celdood verre van rampzalig. Zo kent het menselijk lichaam meer dan tienduizend miljard cellen, dus er mogen er best een paar verloren gaan. Bij een toenemende stralingsbelasting neemt het aantal gedode cellen eveneens toe. Dit begint problematisch te worden als het aandeel gedode cellen zo groot wordt dat er functieverlies van weefsels of organen plaatsvindt. Men spreekt in dit geval van een deterministisch effect. Kenmerkend voor deterministische effecten is dat ze pas op gaan treden boven een zekere drempeldosis, maar uiteindelijk wel in alle gevallen. Bovendien neemt de ernst van het effect met toenemende dosis toe. Voor de meeste deterministische effecten geldt dat de effecten vrij kort (d.w.z. binnen een maand) na blootstelling optreden. Deze effecten worden daarom ook wel acute effecten genoemd12.

3.2.1. Dosis-effect relatie

Deterministische effecten bij de mens treden pas op bij hoge stralingsdoses, die in de praktijk uitzonderlijk zijn. Als vuistregel voor het optreden van deterministische effecten kunnen we de waarde van 1 gray (afgekort: 1 Gy) hanteren. Gray is de SI-eenheid voor geabsorbeerde dosis, dit is de hoeveelheid stralingsenergie die per eenheid van massa geabsorbeerd wordt: 1 Gy = 1 J/kg. Stralingsgrootheden en –eenheden worden in Hoofdstuk 4 in detail behandeld.

Percentage effect (%)

De relatie tussen stralingsdosis en deterministisch effect wordt gegeven door een zogenaamde S-curve (zie figuur 3.2). Bij lage doses is er bij niemand een effect waarneembaar, en bij hoge doses vinden we het effect in 100% van de gevallen. De voor een bepaald effect karakteristieke stralingsdosis wordt vaak weergegeven door de dosis waarbij het effect in 50% van de gevallen wordt waargenomen. Als we als effect sterfte nemen, dan spreken we in dit verband over LD50 (letale dosis voor 50% van de gevallen). 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0

2

4

6

8

Dosis (Gy) De relatie tussen dosis en effect hangt niet alleen af van de hoogte van de dosis, maar ook van het Figuur 3.2 Voorbeeld van een dosis-effect relatie volgens dosistempo. Het effect van een hoge dosis die een S-curve. Het karakteristieke 50% punt is over een periode van maanden of jaren ontvangen aangegeven met een open rondje wordt is veel milder dan van een zelfde dosis, maar dan in zeer korte tijd ontvangen. In het laatste geval spreken we over een acute dosis. In de onderstaande voorbeelden gaan we ervan uit dat de dosis in korte tijd ontvangen wordt.

3.2.2. Volledige lichaamsbestraling In geval van volledige bestraling van het lichaam nemen we boven 1 Gy de eerste symptomen van stralingsziekte waar, zoals misselijkheid, hoofdpijn, braken en diarree. Deze symptomen treden kort (minuten - uren) na bestraling op. Bij nog hogere stralingsdoses krijgen we achtereenvolgens te maken met het beenmergsyndroom (3-10 Gy, grote kans op sterfte na ongeveer een maand), het maag-darmsyndroom (10-20 Gy, sterfte na enkele weken) en bij extreem hoge doses het centraal-zenuwstelselsyndroom (> 50 Gy, sterfte binnen enkele dagen). Zonder bijzondere medische behandeling is de LD50 voor totale lichaamsbestraling ongeveer 4 Gy. 12 Een uitzondering is bijvoorbeeld de vorming van staar (vertroebeling van de ooglens), dat wel een deterministisch effect is, maar zich pas op de langere termijn openbaart.


III-15

3.2.3. Partiële bestraling Ook in geval van partiële bestraling zien we deterministische effecten. Wanneer bijvoorbeeld een deel van de huid door bestraling met een γ-stralingsbundel een acute dosis ontvangt boven 3-5 Gy, dan zien we de huid reeds na een paar uur rood worden. Dit effect verdwijnt weer, maar na enkele weken zal het bestraalde deel van de huid onthaard raken. Ook dit effect is tijdelijk. Overstijgt de huiddosis echter de waarde van 6-8 Gy, dan zal de ontharing permanent blijken te zijn. Bij nog hogere huiddoses treedt zweervorming op of sterft de huid zelfs af. De ooglens is relatief gevoelig voor straling. Al vanaf acute doses boven 0,5 Gy worden afwijkingen in de ooglens waargenomen. Een ander gevoelig orgaan is het beenmerg.

3.3. Stochastische effecten Het ontstaan van kanker is een bijzonder complex proces, dat nog maar beperkt begrepen wordt. Wel is duidelijk dat dit proces uit meerdere stappen bestaat, waarbij mutaties in het DNA een essentiële rol spelen. Omdat straling in staat is om DNA-mutaties te veroorzaken, vormt het een extra risicofactor voor het ontstaan van kanker. Blootstelling aan straling betekent niet dat je gegarandeerd kanker krijgt. Sterker nog, de kans dat dat niet gebeurt is veel groter dan de kans dat het je wèl overkomt. Het is vergelijkbaar met het kopen van loten in de Staatsloterij. Veel loten vergroten de kans op het winnen van een prijs, maar toch kan iemand met slechts één lot de hoofdprijs winnen, en een ander met vele tientallen loten helemaal niets. Omdat het toeval in dit proces zo’n grote rol speelt, spreken we in dit verband over stochastische effecten. Omdat eventuele stochastische effecten zich pas vele jaren na blootstelling openbaren (de typische latentietijd van leukemie is 10 jaar, en die van solide tumoren 25 jaar), worden deze effecten ook wel late effecten genoemd.

3.3.1. De LNT-aanname Onderzoek naar de relatie tussen blootstelling aan straling en het ontstaan van kanker is om meerdere redenen ingewikkeld. De kennis die we momenteel hebben is afgeleid van fundamenteel biologisch onderzoek, dierexperimenteel onderzoek en de (epidemiologische) analyse van mensen die in het verleden aan hoge stralingsdoses zijn blootgesteld (atoombomslachtoffers, uraniummijnwerkers, ‘radium-dialpainters13’). Voor hoge stralingsdoses is het verband tussen straling en kanker bewezen, en zijn ook de risicogetallen tamelijk goed bekend. Vertaling naar lagere doses blijft echter moeilijk. Tot op de dag van vandaag woedt er een wetenschappelijke discussie of er (1) wel of niet sprake is van een drempeldosis en (2) of de dosis-effect relatie lineair is of niet. Er zijn zelfs onderzoekers die beweren dat een lage stralingsdosis de kans op kanker verkleint (‘Hormese’). Dit zou komen door het stimuleren van herstelmechanismen. Voor stralingsbeschermingsdoeleinden gaat men echter uit van de volgende aannames: 1. de relatie tussen de ontvangen stralingsdosis en de (extra) kans op het ontstaan van kanker is lineair; 2. er is geen sprake van een drempeldosis. Dit model wordt ook wel het LNT-model genoemd, van ‘linear-no-threshold’. De LNT-aanname, waarvan niet bewezen kan worden dat hij juist is, maar evenmin dat hij onjuist zou zijn, heeft grote voordelen. Het leidt immers tot een systematiek die in de praktijk gemakkelijk toepasbaar blijkt te zijn. Het op deze aanname gebaseerde stralingsbeschermingsconcept van de ICRP 14, dat internationaal geaccepteerd is, wordt in Hoofdstuk 4 behandeld.

3.3.2. Genetische en teratogene effecten Naast kanker vallen ook eventuele genetische effecten (afwijkingen in het nageslacht) in de categorie ‘stochastische effecten’. Hoewel bij overlevenden van de atoombomslachtoffers nooit een verhoging van het aantal overerfbare aandoeningen is aangetoond, gaat het huidige stralingsbeschermingsconcept van de ICRP er van uit dat dit soort effecten wel optreedt. Ook daar wordt verondersteld dat de relatie tussen dosis en effect lineair is, zonder drempel. Volgens de nieuwste wetenschappelijke inzichten wordt dit effect in de ICRP-60 aanbevelingen (zie Hoofdstuk 4) echter overschat.

13 In de eerste helft van de twintigste eeuw was het gebruikelijk om cijfers en wijzers van uurwerken te voorzien van een radiumhoudende verf. Zo kon je in het donker de klok aflezen. Dit handmatige werk werd vaak door jonge vrouwen uitgevoerd. Vanwege het veelvuldig spitsen van het penseeltje, met de mond, kregen deze vrouwen schadelijke hoeveelheden radium binnen. Een opmerkelijk groot aantal ‘dialpainters’ is op latere leeftijd gestorven aan de gevolgen van botkanker. 14 De ICRP, International Commission on Radiological Protection, is een internationale instantie op het gebeid van stralingsbescherming.

III-16


Bij genetische effecten gaat het om stralingsschade die is aangebracht vóór de conceptie, en die in een later stadium overgedragen wordt op het nageslacht. De effecten die optreden als gevolg van bestraling van de ongeboren vrucht (prenatale bestraling) worden teratogene effecten genoemd. De gevoeligheid van de foetus voor straling hangt af van de ontwikkelingsfase waarin deze zich bevindt. Bestraling in de eerste drie weken na conceptie leidt niet tot een effect bij levendgeborenen. Bij bestraling in een latere fase van de zwangerschap kunnen effecten optreden als misvorming van organen (3-8 weken), verlaging van de intelligentie (8-25 weken) en kunnen er celmutaties ontstaan die op de langere termijn tot kanker leiden (vanaf week 4). Voor zwangere vrouwen gelden daarom extra restricties voor blootstelling aan straling in arbeidssituaties (zie artikel 80 van het Besluit stralenbescherming [BS01]).


4.

III-17

Hoofdlijnen stralingsbeschermingsconcept

Stralingsbescherming is er op gericht om de risico’s van blootstelling aan straling te beperken. Op zich is dat een mooie doelstelling, maar het is niet gemakkelijk om zoiets handen en voeten te geven. Een eeuw aan ervaring heeft echter een praktisch hanteerbaar concept opgeleverd dat ver uitontwikkeld is. We hebben het hier over de zogenaamde 1990-aanbevelingen van de International Commission on Radiological Protection, de ICRP [ICRP91]. Deze aanbevelingen lagen ten grondslag aan “Richtlijn 96/29/Euratom van de Raad van 13 mei 1996 tot vaststelling van de basisnormen voor de bescherming van de gezondheid der bevolking en der werkers tegen de aan ioniserende straling verbonden gevaren” [EU96]. De Nederlandse wetgeving op het terrein van de stralingsbescherming is een uitwerking van deze Europese richtlijn. Overigens zijn de ICRP-aanbevelingen ook buiten Europa breed geaccepteerd. Voor zover relevant voor de hulpverlening wordt hieronder het ICRPstralingsbeschermingsconcept uit 1990 en de implementatie daarvan in de Nederlandse wetgeving nader toegelicht. In 2007 is er een opvolger van de ICRP91 aanbevelingen uitgekomen “The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection” [ICRP2003]. Deze aanbevelingen zullen worden opgenomen in de herziening van het besluit stralingsbescherming waaraan medio 2011 wordt gewerkt. Enkele belangrijke verschillen tussen beide ICRP aanbevelingen worden aangestipt in dit hoofdstuk.

4.1. Uitgangspunten stralingsbescherming De ICRP maakt onderscheid tussen zogenaamde handelingen en interventies. Bij handelingen gaat het om (voorgenomen) menselijke activiteiten die aanleiding (kunnen) geven tot een verhoogde stralingsbelasting. Omdat de handeling zelf (bijvoorbeeld het controleren van lasnaden met een γ-bron) volledig planbaar is, geldt dat ook voor het na te streven niveau van bescherming. We hebben het hier dus over reguliere situaties, waarbij in alle rust de afweging gemaakt wordt welk niveau aan stralingsbelasting aanvaardbaar is en welke beschermingsmaatregelen nodig zijn. Bij interventies gaat het om het terugdringen van de stralingbelasting in een gegeven omstandigheid die in zijn oorsprong niet of nauwelijks beheersbaar is. Dat geldt bijvoorbeeld voor ongevalssituaties waarbij radioactiviteit is vrijgekomen. Ook worden er drie categorieën van blootstelling onderscheiden, te weten: • Blootstelling van leden van de bevolking (publieksblootstelling); • Beroepsmatige blootstelling; • Medische blootstelling. De laatste categorie geldt voor patiënten die medische zorg (diagnose of therapie) ondergaan waarbij straling wordt toegepast. In het kader van dit handboek valt deze categorie buiten beschouwing. Voor leden van de bevolking gelden de strengste criteria. Voor werknemers die in reguliere omstandigheden blootgesteld worden aan straling is de maximaal toelaatbare stralingsbelasting hoger. De dosisbeperkingen die in ongevalsomstandigheden van toepassing zijn op hulpverleners zijn nog hoger. Het moge duidelijk zijn dat volgens de wetgever de toelaatbaarheid van een zekere blootstelling situatieafhankelijk is. Al deze verschillende limieten worden verderop in dit hoofdstuk gepresenteerd.

4.1.1. Uitgangspunten stralingsbescherming bij handelingen Voor de stralingsbescherming bij handelingen wordt de volgende drietrapsraket gehanteerd: (1) Rechtvaardiging Bij een voorgenomen handeling wordt eerst gekeken of die handeling gerechtvaardigd is. De vraag ligt dus voor of de maatschappelijke voordelen van de handeling (bijvoorbeeld economische winst) de nadelen (de verhoogde stralingsbelasting) overtreffen. Een handeling die niet gerechtvaardigd is, is verboden. Voorbeelden van nietgerechtvaardigde handelingen zijn het verhandelen en toepassen van betalights15 en van thoriumhoudende lasstaven en gloeikousjes.

15 Betalights zijn zwakke verlichtingsbronnen die geen (batterij)voeding nodig hebben. De werking berust op het oplichten van een fosforhoudende laag die door β-deeltjes bestraald wordt. Er bestaan vele (vooral militaire) toepassingen van betalights. Als β-bron wordt tegenwoordig meestal tritium toegepast. Toepassing hiervan in bijvoorbeeld visdobbers is niet toegestaan, maar wel voor bijvoorbeeld vluchtwegsignalering in bioscopen en vliegtuigen.

III-18


(2) ALARA Als een handeling toegestaan wordt, dient de mogelijk daaruit voortvloeiende stralingsbelasting zo laag als redelijkerwijs mogelijk te worden gehouden. Vanuit het Engels wordt dit principe ALARA genoemd: As Low As Reasonably Achievable. (3) Dosislimieten In ieder geval dient gewaarborgd te worden dat individuen geen onaanvaardbaar hoge stralingsbelasting op (kunnen) lopen. Aan handelingen zijn daarom concrete dosislimieten verbonden. De dosislimieten zijn zodanig dat deterministische effecten vermeden worden, en het risico op stochastische effecten beperkt blijft. De belangrijkste dosislimieten worden in sectie 4.3 nader toegelicht.

4.1.2. Uitgangspunten stralingsbescherming bij interventies Voor de stralingsbescherming bij interventies gelden de volgende uitgangspunten: (1) Rechtvaardiging van een interventie De uit een interventie volgende reductie in stralingsbelasting moet opwegen tegen de maatschappelijke kosten van de interventie. (2) Optimalisatie Een interventie moet zodanig worden uitgevoerd dat de te behalen winst geoptimaliseerd wordt. Met andere woorden, de balans van de aan de interventie verbonden nadelen en de te behalen voordelen moet zo gunstig mogelijk uitvallen. (3) Interventieniveaus en dosisbeperkingen voor hulpverlening De ICRP beveelt het gebruik aan van interventieniveaus. Dat zijn blootstellingsniveaus waarboven – als de situatie dat toelaat – specifieke maatregelen genomen moeten worden, zoals evacuatie of schuilen. Noch de ICRP, noch de EU schrijven concrete interventiewaarden voor. Dat wordt vooralsnog overgelaten aan de individuele lidstaten zelf. De voor de Nederlandse situatie geldende interventieniveaus zijn benoemd in het Nationaal Plan voor de Kernongevallenbestrijding (NPK), dat een aanhangsel vormt van de Kernenergiewet. De belangrijkste interventieniveaus komen in Hoofdstuk 7 aan de orde en zijn in tabel 7.2 samengevat. De dosislimieten die gelden voor handelingen zijn in ongevalssituaties niet van kracht. In plaats daarvan zijn er voor noodhulpverlening dosisbeperkingen vastgesteld. Er zijn verschillende dosisbeperkingen, waarvan de hoogte afhankelijk is van de beoogde doelen (bijvoorbeeld het uitvoeren van metingen of het redden van grote materiële belangen of mensen). De voor Nederland geldende waarden zijn vastgesteld in het NPK en in artikel 118 van het Besluit stralingsbescherming. De dosisbeperkingen zijn zodanig dat deterministische effecten vermeden worden en het risico op stochastische effecten in het licht van de omstandigheden aanvaardbaar blijft. In sectie 4.3 worden de dosisbeperkingen nader toegelicht. Het in crisistijd vertalen van deze uitgangspunten naar concrete maatregelen is verre van simpel. Met name de weging van voor- en nadelen is een ingewikkeld proces, waarin alle bestuurlijke lagen zich volop zullen mengen. Het probleem wordt nog ingewikkelder als er maatregelen genomen moeten worden in het grensgebied, omdat we dan te maken hebben met verschillen in regelgeving aan weerszijden van de grens. Om tijdens een ramp adequaat te kunnen handelen is een degelijke voorbereiding dan ook bittere noodzaak.

4.2. Stralingsdosimetrie In de stralingsbescherming hebben we te maken met een veelvoud aan grootheden en eenheden. Er zijn basisgrootheden die gebruikt worden om de natuurkundige processen te beschrijven zoals behandeld in Hoofdstuk 2. Een belangrijk voorbeeld uit deze categorie is de geabsorbeerde dosis, D. Deze fysische grootheden zijn in beginsel meetbaar, maar ze zijn niet altijd een goede maat voor de biologische schadelijkheid van straling. Om de schadelijke invloed van straling op levende organismen (zie Hoofdstuk 3) beter tot uitdrukking te brengen zijn er speciale grootheden gedefinieerd. De belangrijkste zijn de equivalente dosis, HT, en de effectieve dosis, E. Dosislimieten en interventieniveau’s zijn vrijwel altijd in dit soort grootheden uitgedrukt. Deze grootheden worden daarom limiterende grootheden genoemd.


III-19

Helaas zijn limiterende grootheden niet meetbaar, ze moeten berekend worden. Om die reden zijn er ook nog operationele grootheden gedefinieerd, zoals het omgevingsdosisequivalent, H *(10), die wèl meetbaar zijn en als (conservatieve) schatting kunnen dienen voor niet meetbare limiterende grootheden. Hieronder wordt een beperkte set van grootheden en eenheden gepresenteerd, voor zover relevant voor de eerstelijns hulpverlening bij radiologische ongevallen. Voor de precieze notatie sluiten we aan bij Bijlage 2 van het Besluit stralingsbescherming.

4.2.1. Basisgrootheden • Activiteit, A Zoals in Hoofdstuk 2 reeds behandeld is de activiteit van een stof, A, per definitie gelijk aan het aantal kerndeeltjes in die hoeveelheid materie dat per seconde spontaan vervalt. De eenheid van activiteit is simpelweg [s-1], maar in plaats daarvan wordt de speciale eenheid becquerel [Bq] gebruikt. • Geabsorbeerde dosis, D Bij radioactiviteit komt ioniserende straling vrij. Deze straling geeft via botsingen zijn energie af aan de omgeving. De (gemiddelde) energie die per massaeenheid wordt overgedragen heet geabsorbeerde dosis, D. De eenheid van geabsorbeerde dosis is [J/kg], maar ook deze eenheid heeft een speciale naam gekregen, namelijk ˚ , en heeft als eenheid gray [Gy]. De dosis die per tijdseenheid wordt geabsorbeerd noemen we dosistempo, D 16 [Gy/s] . Tempo’s worden aangegeven met een puntje boven de grootheid. • Kerma, K Een andere veel gebruikte grootheid is kerma, K. Kerma heeft weliswaar dezelfde eenheid als geabsorbeerde dosis, [Gy], maar is toch iets anders. Kerma heeft alleen betekenis voor indirect ioniserende straling (fotonen, neutronen), en is gedefinieerd als de totale hoeveelheid kinetische energie van direct ioniserende straling die per massa-element vrijkomt als gevolg van interacties met indirect ioniserende straling. Een deel van de meet˚ air, als maat voor het γ-stralingsniveau. apparatuur van de Brandweer meet de grootheid kermatempo in lucht, K

4.2.2. Limiterende grootheden • Orgaandosis, DT Om de schadelijkheid van straling in te kunnen schatten is het belangrijk om te weten wat de gemiddelde geabsorbeerde dosis is in een gegeven orgaan of weefsel, bijvoorbeeld de dikke darm of de huid. De orgaandosis, DT, is dan ook gedefinieerd als de hoeveelheid in een orgaan of weefsel geabsorbeerde energie, gedeeld door de massa van het betreffende orgaan of weefsel. De eenheid van orgaandosis is [Gy]. • Equivalente dosis, HT Nu hebben we eerder al gezien dat sommige typen straling biologisch schadelijker zijn dan andere typen straling. Om die reden is de grootheid equivalente (orgaan)dosis, HT, gedefinieerd. Voor één type straling is dat de orgaandosis, vermenigvuldigd met een dimensieloze stralingsweegfactor, wR. Deze stralingsweegfactor is 20 voor α-deeltjes en 1 voor β- en γ-deeltjes17. Wanneer er tegelijkertijd verschillende typen straling, R, in het geding zijn, wordt de equivalente dosis berekend volgens: HT = ∑ wR DT,R R

Hebben we bijvoorbeeld tegelijkertijd te maken met α- en γ-straling, dan wordt de orgaandosis als gevolg van αstraling vermenigvuldigd met 20, en die als gevolg van γ-straling met 1, en de resultaten wordt opgeteld. Is er alleen maar β- en γ-straling aanwezig (en dat is vaak het geval), dan is de equivalente dosis, HT, gelijk aan de orgaandosis, DT. Omdat de stralingsweegfactor dimensieloos is, is de eenheid van equivalente dosis gelijk aan die van orgaandosis, dus [J/kg]. Dosisgrootheden die volgens hun definitie op een of andere manier de biologische schadelijkheid van straling in rekening brengen worden echter uitgedrukt in de speciale eenheid sievert [Sv]. 16

NB: In de praktijk worden tempo’s veel vaker per uur dan per seconde uitgedrukt. Gebruik dan bij berekeningen de juiste conversiefactor. De stralingsweegfactor van neutronen varieert afhankelijk van de energie tussen 5 en 20, die van protonen bedraagt 5. Zie voor een volledig overzicht Tabel 2.1. in Bijlage 2 van het Besluit stralingsbescherming [BS01]. In ICRP2007 wordt een stralingsweegfactor van 2 voor protonen voorgeschreven. Ook zijn er geringe wijzigingen aangebracht in de stralingsweegfactoren voor neutronen.

17

III-20


• Equivalente volgdosis, HT(τ) Wanneer je van buitenaf bestraald wordt, bijvoorbeeld d.m.v. een 137Cs-bron of een Röntgentoestel, vindt de absorptie van straling momentaan plaats. Nadat je de stralingsbron hebt weggehaald (of zelf ergens anders naartoe bent gegaan), vindt er dus geen dosisabsorptie meer plaats. Dat is anders wanneer je radioactieve deeltjes hebt ingenomen (inwendige besmetting). Radionucliden die je hebt ingeademd of opgegeten zullen zich geheel of gedeeltelijk in bepaalde organen en weefsels van het lichaam nestelen. Iedere keer als er daarna in het lichaam een radioactief deeltje vervalt, wordt er straling uitgezonden en (deels) geabsorbeerd. Bij inwendige besmetting worden organen dus over een langere tijd bestraald. Hoe lang dat precies is, heeft te maken met de vervaltijd van het betreffende radionuclide en de tijd die het lichaam nodig heeft om die stof kwijt te raken. Maar in sommige gevallen vindt er na een éénmalige inname zelfs levenslang interne bestraling plaats. Om dit effect in rekening te kunnen brengen is de grootheid equivalente volgdosis, HT(τ) gedefinieerd als de totale equivalente dosis die gedurende een periode τ wordt opgelopen. Deze periode is 70 jaar voor kinderen en 50 jaar voor volwassenen. Equivalente volgdosis wordt uitgedrukt in [Sv]. • Effectieve dosis, E De belangrijkste limiterende dosis is de effectieve dosis, E. Dit is de equivalente dosis, vermenigvuldigd met een dimensieloze weefselweegfactor, wT, (T van tissue/weefsel) en dan gesommeerd over alle weefsels en organen: E = ∑ wT HT = ∑ wT ∑ wR DT,R T

T

R

Bij de laatste uitdrukking is voor HT de definitie van equivalente dosis ingevuld. De weefselweegfactor van een orgaan of weefsel brengt de gevoeligheid van dat orgaan of weefsel voor stochastische effecten (m.n. kans op kanker) in rekening. In Tabel 4.1 zijn alle weefselweegfactoren weergegeven. Samen tellen ze op tot 1. Tabel 4.1 Weefselweegfactoren wT voor de weging van de equivalente dosis, HT . Ter informatie zijn ook de vernieuwde weefselweegfactoren uit ICRP2007 opgenomen. Weefsel of orgaan T Gonaden Rood beenmerg Dikke darm (colon) Longen Maag Blaas Borstweefsel Lever Slokdarm Schildklier (thyroid) Huid Botoppervlak Hersenen Speekselklieren Overige weefsels/organen TOTAAL

Weefselweegfactor wT [ICPR91] 0,20 0,12 0,12 0,12 0,12 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,05 1,00

Weefselweegfactor wT [ICRP2007] 0,08 0,12 0,12 0,12 0,12 0,04 0,12 0,04 0,04 0,04 0,01 0,01 0,01 0,01 0,12 1,00

Op dezelfde manier is de effectieve volgdosis, E(τ), gedefinieerd als: E(τ) = ∑ wT HT(τ) T

Zowel effectieve dosis E als effectieve volgdosis E(τ) worden uitgedrukt in [Sv]. Om de effectieve volgdosis te kunnen berekenen moet men het metabolisme van de ingenomen radioactieve stof kennen. Met behulp van complexe modellen zijn in de afgelopen decennia voor alle belangrijke radionucliden, in allerlei chemische verschijningsvormen, zogenaamde dosisconversiecoëfficiënten e(50) bepaald. In Nederland wordt voor e(50) ook wel de afkorting DCC gebruikt. De effectieve volgdosis is dan simpelweg het product van de ingenomen activiteit [Bq] en de bijbehorende e(50) waarde [Sv/Bq] (zie ook sectie 6.1.2).


III-21

Voor stralingsbeschermingsdoeleinden wordt de effectieve volgdosis doorgaans toegekend aan het moment van inname. Voor het gebruik als limiterende grootheid vervalt daarom het onderscheid tussen effectieve dosis en effectieve volgdosis. Bedenk echter dat bijvoorbeeld bij inhalatie (of ingestie) van radioactieve deeltjes in een ongevalssituatie de dosis weliswaar volgens afspraak ‘opgelopen wordt’ ten tijde van het ongeval, maar dat er in werkelijkheid sprake is van een chronische bestraling (met een navenant laag dosistempo) die soms jarenlang kan aanhouden. De effectieve dosis is daarmee een prachtige maat om de schadelijkheid van blootstelling aan straling in uit te drukken, ongeacht alle verschillende paden waarlangs blootstelling plaatsvindt. In deze grootheid worden namelijk de specifieke eigenschappen van alle typen straling en alle weefsels en organen meegenomen. Het is dus mogelijk om in één getal de totale stralingsbelasting van het lichaam uit te drukken die het gevolg is van: • externe bestraling met verschillende stralingssoorten, • inhalatie van verschillende radionucliden, • ingestie van verschillende radionucliden, • besmetting van de huid met verschillende radionucliden. Hoe dat precies moet wordt uitgelegd de Hoofdstukken 6 en 7. Merk wel op dat de effectieve dosis alleen gedefinieerd is in relatie tot de kans op stochastische effecten. Deze grootheid is dus niet bedoeld als maat voor deterministische gezondheidseffecten. Omdat in de totale effectieve dosis alle risico’s op stochastische effecten meegenomen zijn, is er dus een vertaling te maken van effectieve dosis (in sievert) naar kans op een effect, bijvoorbeeld de kans op sterfte aan kanker. Voor volwassen werkers is de kanscoëfficiënt voor fatale kanker als gevolg van straling 0,04 Sv-1 [ICRP91]. Als een hulpverlener tijdens een interventie dus een effectieve dosis oploopt van 250 mSv, loopt hij als gevolg daarvan een extra risico van 1 op honderd om op termijn aan kanker te overlijden.

4.2.3. Operationele grootheden De effectieve dosis is dus een zeer praktische grootheid, maar hij is helaas niet te meten. Om die reden is er een aantal operationele grootheden gedefinieerd. De belangrijkste wordt hieronder behandeld. • Omgevingsdosisequivalent, H *(10) Tijdens de hulpverlening bij ongevallen kan men te maken krijgen met γ-straling vanuit de omgeving. Speciaal voor doordringende straling is de meetgrootheid omgevingsdosisequivalent, H *(10), gedefinieerd. Dit is de equivalente dosis die we bij een evenwijdig stralingsveld zouden vinden op 10 mm diepte in een weefsel-equivalente bol (de zogenaamde ICRU-bol). In figuur 4.1. is dit schematisch weergegeven. Deze bol is een simpele versie van een menselijk fantoom, en de 10 mm diepte heeft betrekking op de gemiddelde ligging van organen.

Figuur 4.1 ICRU-bol en de definitie van H *(10)

Het omgevingsdosisequivalent, H *(10), geeft een meer of minder conservatieve schatting van de effectieve dosis. De relatie tussen deze twee hangt wel af van de precieze stralingsveldgeometrie. Wanneer je door een vrijwel vlakke stralingsbundel van voor naar achteren bestraald wordt (AP-geometrie, van anterior-posterior), dan is dat een situatie die veel lijkt op de manier waarop H *(10) gedefinieerd is. Voor foton-energieën boven 70 keV18 bedraagt de werkelijke effectieve dosis, EAP, zo’n 80 à 90% van H *(10). Bij een AP-geometrie is H *(10) met een overschatting van circa 15% in het relevante gedeelte van het spectrum dus een goede benadering van de effectieve dosis. Een AP-geometrie heb je bijvoorbeeld als je kijkt in de richting van een op afstand geplaatste stralingsbron. Word je door dezelfde bundel van achteren bestraald (PA-geometrie), dan is de effectieve dosis, EPA, minder groot. Dat heeft te maken met de ligging van de meest gevoelige organen. H *(10) overschat EPA met zo’n 75% bij 70 keV tot een kleine 20% bij 10 MeV. Vrijwel dezelfde situatie heb je als het stralingsveld in een 18

Fotonen met een energie lager dan 70 keV dragen maar weinig bij aan de effectieve dosis, dit gebied is dus minder relevant.

III-22


horizontaal vlak gelijkelijk uit alle richtingen komt (ROT-geometrie, van rotatie-invariant). Dit is bijvoorbeeld het geval als de bodem na een kernongeval egaal besmet is met radioactiviteit. Komt de straling in gelijke mate van alle kanten, dus ook van boven en beneden (ISO-geometrie, van isotroop), dan overschat H *(10) de effectieve dosis, EISO, het meest. Bij 70 keV is die overschatting een factor 2,5,en bij 10 MeV circa 25%. Een ISO-achtige geometrie heb je bijvoorbeeld als je je in een radioactieve wolk bevindt. In figuur 4.2 is voor de vier genoemde veldgeometrieën het verband tussen H *(10) en de effectieve dosis grafisch weergegeven. Ter vergelijking is ook de grootheid luchtkerma, Kair, afgebeeld. Duidelijk is te zien dat Kair in het gebied tussen 50 en 1000 keV de effectieve dosis in de AP-geometrie met maximaal 35% onderschat. Kerma(tempo) in lucht is dus een minder veilige beschermingsmaat dan omgevingsdosisequivalent(tempo). Voor de andere veldgeometrieën is luchtkerma wel een veilige maat voor de effectieve dosis. Tegenwoordig is het gebruikelijk om apparaten voor het meten van γ-straling vanuit de omgeving te kalibreren voor de meetgrootheid omgevingsdosisequivalenttempo. Ook de γ-metingen van het Nationaal Meetnet ˚ *(10) uitgedrukt. De aflezing van de huidige handmonitoren van de Brandweer is Radioactiviteit worden in H echter deels nog in luchtkermatempo [mGy/h]. In het rapport Radiologische meetstrategie brandweer [NIB03] wordt daarom aanbevolen om de dosistempomonitoren van de Brandweer in de toekomst op omgevingsdosisequivalenttempo te laten kalibreren. Deze herkalibratie is deels uitgevoerd. Verschillende types Automess. De Automess is oorspronkelijk door BZK aan de brandweer geleverd. Er zijn brandweerregio’s die zelf extra instrumenten hebben aangeschaft. De door BZK geleverde Automess meet het luchtkerma(tempo) (Gy en Gy/uur), maar is inmiddels omgebouwd en meet nu het dosisequivalent(tempo) (Sv en Sv/uur). Deze aanpassing is niet bij alle zelf aangeschafte instrumenten uitgevoerd: sommigen meten dus nog steeds luchtkerma(tempo). In het vervolg wordt uitgegaan van het gebruik van instrumenten met de uitlezing in Sv. Bij gebruik van een instrument dat nog een uitlezing geeft in Gy, dient Gy worden gelezen waar Sv staat.

Ratio t.o.v. H*(10) (%)

150% Kerma

PA

100% AP ISO 50% ROT 0% 10

100

1000

10000

Fotonenergie (keV) Figuur 4.2 Ratio tussen effectieve dosis (voor de veldgeometrieën AP, PA, ISO en ROT) en H *(10), als functie van de fotonenergie. Ook is de verhouding Kerma (in lucht) t.o.v. H *(10) weergegeven.

4.2.4. Verouderde grootheden en eenheden In de afgelopen honderd jaar zijn er allerlei stralingsgrootheden en eenheden in zwang geweest die formeel in onbruik geraakt zijn, maar die we in de praktijk nog steeds tegenkomen. Zo wordt bijvoorbeeld in Rusland en de USA tot op de dag van vandaag nog hardnekkig gebruik gemaakt van curies en röntgens. Ook treffen we nog regelmatig limiterende grootheden aan uit de periode vóór de ICRP-60 aanbevelingen. Voor de belangrijkste verouderde grootheden en eenheden wordt hieronder de relatie met de huidige conventie uiteengezet. Zie voor een samenvatting tabel 4.2.


III-23

• Curie Tot ver in de twintigste eeuw werd radioactiviteit uitgedrukt in de eenheid curie [Ci]. Eén curie komt (ongeveer) overeen met de radioactiviteit van één gram 226Ra. Met de introductie van het SI-stelsel werd curie vervangen door becquerel: 1 Ci = 3,7 1010 Bq = 37 GBq. Merk op dat curie een zeer forse maat is. Vaker zie je dan ook de aanduiding mCi ( = 37 MBq ). • Exposie (Röntgen) De grootheid exposie, X, is een maat voor de hoeveel lading (van één teken) die onder invloed van ioniserende straling in lucht vrijgemaakt wordt. Exposie werd lang uitgedrukt in de eenheid röntgen (R). In de oude definitie was de exposie gelijk aan 1 R als er in één cc droge lucht één elektrostatische ladingseenheid werd gevormd. In de nieuwe definitie van röntgen is 1 R = 2,58 10-4 C/kg. Uit het gegeven dat er gemiddeld ongeveer 34 eV nodig is om een luchtmolecuul te ioniseren kan het verband gelegd worden tussen exposie (X) en luchtkerma (Kair ): X = 1 R ⇔ Kair = 8,73 mGy. Vaak zie je de eenheid röntgen nog terug als uitleeseenheid van (oude) stralingsmonitoren, en dan meestal als µR/h. Een exposietempo van 10 µR/h is precies gelijk aan een luchtkermatempo van 87,3 nGy/h. Voor fotonen ˚ *(10) van in de buurt van de 1250 keV (60Co) komt dat overeen met een omgevingsdosisequivalenttempo H ongeveer 100 nSv/h (zie figuur 4.2). • Rad en REM Rad is de oude eenheid van geabsorbeerde energie: 1 rad =10 mGy ofwel 100 rad = 1 Gy. De REM (Röntgen Equivalent Men) of rem was de gebruikelijke grootheid die de biologische weging van de verschillende stralingssoorten meenam: 1 rem =10 mSv ofwel 100 rem = 1 Sv. • Dosisequivalent en effectief dosisequivalent De voorloper van de equivalente dosis, HT, was het dosisequivalent, H. Deze grootheid is iets anders gedefinieerd19 dan de latere equivalente dosis, maar kan voor de meeste praktijkgevallen daaraan gelijkgesteld worden. De voorloper van de effectieve dosis, E, was het effectief dosisequivalent, HE (ook wel als Heff weergegeven). De definitie van effectief dosisequivalent lijkt sterk op die van effectieve dosis, maar er zijn – soms behoorlijke – getalsmatige verschillen tussen de oude [ICRP77] en nieuwe [ICRP91] weefselweegfactoren. Uitkomsten van oude en nieuwe berekeningen kunnen daarom significant verschillen. Tabel 4.2 Conversie van oude naar nieuwe grootheden en eenheden OUD NIEUW Eenheid van radioactiviteit 1 Ci 3,7 1010 Bq ≡ Eenheid van exposie 1R 2,58 10-4 C/kg ≡ Eenheid van geabsorbeerde dosis 100 rad = 1 Gy Eenheid van ‘equivalente’ dosis 100 rem = 1 Sv Exposie en luchtkerma = Kair = 8,73 nGy X = 1 µR Exposie en omgevingsdosisequivalent H*(10) = 10 nSv X = 1 µR ≈ Dosisequivalent en equivalente dosis*) H = 1 mSv = HT = 1 mSv *)

Gelijkwaardigheid geldt voor α’s, β’s en γ’s

4.3. Dosislimieten en dosisbeperkingen Nu we bekend zijn met de filosofie die ten grondslag ligt aan de stralingsbescherming, en alle belangrijke grootheden en eenheden kennen, kunnen we de betekenis van dosislimieten en -beperkingen op hun waarde schatten. Deze waarden zijn op een logaritmische schaal weergegeven in Figuur 9.1 (zie Hoofdstuk 9). Daarin zijn tevens de interventieniveau’s voor zogenaamde directe maatregelen opgenomen (worden behandeld in Hoofdstuk 7). Bij wijze van referentie worden op dezelfde schaal ook enkele achtergrondwaarden (Hoofdstuk 5) en effectgrenswaarden (Hoofdstuk 3) getoond. 19 Het dosisequivalent H was in ICRP-26 gedefinieerd als H = QD, met Q de stralingskwaliteitsfactor: Q = 20 voor α’s en Q = 1 voor β’s en γ’s. Voor α’s, β’s en γ’s leveren de oude en de nieuwe berekeningsmethode dus hetzelfde resultaat. NB: Voor neutronen en protonen zijn er wel verschillen.

III-24


4.3.1. Dosislimieten voor reguliere handelingen De rechtspersoon die handelingen verricht is verantwoordelijk voor de naleving van de regelgeving. Dat zal in de regel een ondernemer zijn die vanuit een zekere begrensde locatie opereert. De wetgever maakt bij de regelgeving onderscheid tussen vier categorieën van personen: 1. Blootgestelde werknemers type A (kunnen aan hogere niveaus worden blootgesteld); 2. Blootgestelde werknemers type B; 3. Overige personen binnen de locatie; 4. Leden van de bevolking buiten de locatie. De eerste drie categorieën zijn werknemers (of bezoekers) die onder het gezag vallen van de ondernemer. Daarvoor gelden – van streng tot minder streng – limieten voor de effectieve dosis. Daarnaast zijn er voor werknemers limieten van kracht voor de equivalente dosis voor de organen ooglens, huid en extremiteiten (handen-onderarmen-voeten-enkels). Zie voor een overzicht Tabel 4.3. Tabel 4.3 Jaardosislimieten voor reguliere handelingen Effectieve dosis Equivalente dosis (mSv) (mSv) Ooglens Huid Extremiteiten Blootgestelde A-werknemers 20 150 500 500 Blootgestelde B-werknemers 6 50 150 150 Andere personen op locatie 1 15 50 Leden van de bevolking 0,1 Voor leden van de bevolking geldt per jaar een algehele effectieve dosislimiet voor blootstelling aan straling als gevolg van handelingen van 1 mSv. Omdat iemand aan meerdere handelingen kan worden blootgesteld geldt er in Nederland per bron of handeling een limiet voor de effectieve dosis voor leden van de bevolking van 0,1 mSv per jaar.

4.3.2. Dosisbeperkingen voor ongevalssituaties De dosislimieten die gelden voor reguliere handelingen zijn niet van toepassing in geval van een interventie in een radiologische noodsituatie. Voor deze situaties gelden er voor werknemers en hulpverleners dosisbeperkingen, waarvan de hoogte verband houdt met het belang van de te behalen doelen. Deze dosisbeperkingen zijn weergegeven in tabel 4.4. Tabel 4.4 Dosisbeperkingen voor werknemers en hulpverleners bij interventies [BS01,NPK11] Effectieve dosis (mSv) Levensreddend werk 750 Redden van belangrijke materiële belangen 250 Ondersteuning of uitvoering van metingen, evacuatie, jodiumprofylaxe, openbare orde en veiligheid 100 De hoogste dosisbeperking van 750 mSv mag volgens het Besluit stralingsbescherming (Artikel 118) slechts worden overschreden indien dat ‘noodzakelijk is om mensenlevens te redden of belangrijke materiële belangen veilig te stellen, de betrokken werknemer of hulpverlener door de ondernemer is geïnformeerd over de risico’s van de interventie en de interventie vrijwillig wordt uitgevoerd’.


5.

III-25

Achtergrondstraling en gemiddelde stralingsbelasting

In tegenstelling tot vele andere risicovolle agentia wordt de mens altijd en overal blootgesteld aan ioniserende straling. Voor een belangrijk deel gaat het hier om blootstelling aan natuurlijke stralingsbronnen die hun oorsprong kennen in de kosmos of de aarde. In andere gevallen gaat het om blootstelling aan door de mens gemaakte stralingsbronnen, zoals Röntgenapparaten en nucleaire installaties. Hieronder wordt eerst de natuurlijke achtergrond toegelicht. We hebben het dan over het omgevingsdosisequivalenttempo dat we onder normale omstandigheden in het buitenmilieu kunnen meten met een γ-monitor. Vervolgens wordt de gemiddelde stralingsbelasting in Nederland behandeld als gevolg van blootstelling aan alle natuurlijke en kunstmatige stralingsbronnen tezamen.

5.1. Externe straling vanuit de omgeving Twee natuurlijke bronnen zijn bepalend voor de achtergrondstraling. Kosmische straling (voornamelijk protonen) dringt de atmosfeer binnen en reageert daar met de kernen van de luchtmoleculen. Daarbij ontstaan diverse reactieproducten. Op zeeniveau wordt de stralingsdosis door kosmische straling vrijwel uitsluitend door deze reactieproducten (secundaire kosmische straling) bepaald. Op hun weg door de atmosfeer worden deze deeltjes gehinderd door de aanwezige luchtmassa; de kosmische stralingsintensiteit op aardniveau is daarom afhankelijk van hoogte en luchtdruk. De gemiddelde bijdrage van secundaire kosmische straling aan het omgevingsdosisequivalenttempo bedraagt in Nederland circa 40 nSv/h. Luchtdrukverschillen zorgen voor variaties van ±10%. Daarnaast hebben we te maken met straling die ontstaat bij het radioactief verval van stoffen in de aardbodem. Verschillende bodemsoorten hebben verschillende radioactiviteitsconcentraties. Als gevolg daarvan zijn ook de bijbehorende terrestrische (uit de aarde afkomstige) γ-stralingsniveaus afhankelijk van de bodemsoort. Belangrijke bijdragen worden geleverd door 40 K en radionucliden die deel uitmaken van de zogenaamde primordiale (sinds de oorsprong van de aarde aanwezige) vervalreeksen. De belangrijkste zijn de uranium-reeks, die start met 238U, en de uit 232Th ingroeiende thorium-reeks. Figuur 5.1 toont de terrestrische stralingskaart van Nederland. Het daar weergegeven omgevingsdosisequivalenttempo varieert van ongeveer 20 (veen- en zandgronden) tot 75 nSv/h (zeeklei, rivierklei, löss). De gemiddelde waarde is circa 40 nSv/h. Internationaal gezien zijn dit relatief lage waarden [Sme96].

Figuur 5.1 Terrestrische Stralingskaart Nederland Een van de vervalproducten van de 238U-reeks is 226Ra. Dit radionuclide, met een halfwaardetijd van 1600 jaar, is het begin van een belangrijke subreeks. Het vervalproduct van 226Ra is 222Rn. Deze radonisotoop is gasvormig en

III-26


Omgevingsdosiseq.tempo [nSv/h]

ontwijkt ten dele uit de bodem. 222Rn heeft vier kortlevende vervalproducten die ook wel radondochters genoemd worden. De radondochters zijn niet gasvormig en zullen deels neerslaan. Dat gebeurt sneller als het regent. Tijdens een hevige regenbui zien we het omgevingsdosisequivalenttempo daarom oplopen. Zo'n verhoging, veroorzaakt door het uitregenen van de kort levende vervalproducten van 222Rn, is na enkele uren weer verdwenen. Figuur 5.2 laat het effect van een kortdurende regenbui zien op het omgevingsdosisequivalenttempo.

200 HELVOIRT, 24 / 25 juli '94

160 120 80 40 0 12

14

16

18

20

22

0

2

4

6

8

10

12

Tijd [h]

˚ *(10) Figuur 5.2 Effect van regenval op het omgevingsdosisequivalenttempo, H In het buitenmilieu meten we normaal gesproken dus een omgevingsdosisequivalenttempo tussen 60 en 115 nSv/h, met een gemiddelde waarde van 80 nSv/h. Na hevige regenval kan de achtergrondwaarde enige uren verhoogd zijn. Verhogingen tot boven 200 nSv/h zijn echter zeer zeldzaam. In het Nationaal Meetnet Radioactiviteit (NMR) fungeert 200 nSv/h daarom als signaleringsdrempel voor ongewone situaties. De hoogste ‘natuurlijke’ NMR-meetwaarde tot nu toe bedraagt 236 nSv/h (gemeten op 11 augustus 2002 in Rijssen, na een hevige wolkbreuk). In bebouwde omgevingen wordt de straling vanuit de bodem deels afgeschermd, maar daar staat tegenover dat bouwmaterialen zelf weer straling afgeven. In stedelijk gebied treffen we normaal gesproken vergelijkbare achtergrondwaarden aan. Alleen op plaatsen waar bouwmaterialen gebruikt zijn met een hoog gehalte aan natuurlijke radioactiviteit (bijvoorbeeld fosforslakken) kunnen we lokaal (sterk) verhoogde achtergrondwaarden aantreffen.

5.2. Gemiddelde stralingsbelasting in Nederland Elke aardbewoner wordt in meer of mindere mate blootgesteld aan ioniserende straling, afkomstig van een bonte verzameling van natuurlijke en kunstmatige bronnen. Hieronder wordt een overzicht gegeven van de jaarlijkse stralingsbelasting in Nederland, gemiddeld over alle leden van de bevolking (peiljaar: 2008). De gemiddelde jaarlijkse effectieve dosis per hoofd van de bevolking bedraagt 2,4 mSv. Ongeveer 65% van de totale blootstelling wordt toegeschreven aan (van oorsprong) natuurlijke bronnen, de resterende 35% is van kunstmatige oorsprong. In figuur 5.3 is het aandeel van de verschillende stralingsbronnen aan het totaal grafisch weergegeven. Blootstelling aan radon en kortlevende vervalproducten is verantwoordelijk voor 23% van de totale gemiddelde stralingsdosis. Deze blootstelling wordt voornamelijk binnenshuis opgelopen, waar de radonconcentratie gemiddeld een factor 10 hoger is dan buiten. Door betere isolatie van woningen en meer gebruik van beton is de radonconcentratie in nieuwbouwwoningen hoger dan in (niet gerenoveerde) oudbouw. De bijdrage van terrestrische straling aan de totale stralingsbelasting bedraagt slechts 2%. Dat komt omdat woningen terrestrische straling goed afschermen. Daar staat een relatief hoge bijdrage van straling vanuit bouwmaterialen (15%) tegenover.


III-27

Kosmische straling, die minder goed door woningen wordt afgeschermd, levert een aandeel van 9%. Dat getal is inclusief een kleine extra blootstelling aan kosmische straling door vliegverkeer. De bijdrage aan de totale stralingsbelasting door consumptie van radioactiviteit in voedsel is circa 16%. Het natuurlijke 40K levert hieraan veruit de grootste bijdrage. Andere belangrijke natuurlijke radionucliden in voedsel zijn 210Pb en 210Po. Medisch diagnostisch gebruik van straling draagt voor 34% bij aan het totaal en is in de categorie kunstmatige bronnen de bepalende factor. In de afgelopen vijftien jaar is deze bijdrage gestegen, met name door het frequenter toepassen van CT-scans. Ongeveer 1% wordt toegeschreven aan andere kunstmatige bronnen als fall-out door nucleaire wapenproeven in de beginjaren '60 van de vorige eeuw, het Tsjernobyl-ongeval van 1986 en radioactieve uitstoot door industriële activiteiten. In vergelijking met de ons omringende landen is de stralingsdosis voor leden van de bevolking in ons land laag. Dit komt voornamelijk door de betrekkelijk lage radonconcentratie in woningen en de relatief lage gemiddelde stralingsbelasting door medisch diagnostisch onderzoek.

Figuur 5.3 Aandeel van de verschillende stralingsbronnen aan de gemiddelde effectieve jaardosis in Nederland (peiljaar 2008). De totale gemiddelde jaardosis bedraagt 2,4 mSv. (Bron RIVM: www.rivm.nl/milieuportaal/dossier/stralingsbelasting-in-nederland/aandeel-per-stralingsbron/)

III-28

6.


Stralingsbescherming bij incidenten met categorie-B objecten

Zowel hulpverleners als leden van de bevolking kunnen bij een stralingsincident via verschillende wegen aan straling worden blootgesteld. Dit hoofdstuk behandelt op generieke wijze de blootstelling aan straling die het gevolg is van incidenten met zogeheten categorie-B objecten. Het gaat daarbij - naast mogelijke incidenten bij COVRA of Urenco - om bijvoorbeeld een brand in een radionuclidenlaboratorium of een transportongeval waarbij radioactief materiaal betrokken is. Incidenten met categorie-B objecten onderscheiden zich op twee essentiële punten van incidenten met categorie-A objecten (kerncentrales e.d.): 1. De stralingsbelasting voor zowel hulpverleners als leden van de bevolking is in vrijwel alle gevallen beperkt van omvang; 2. Het incident wordt lokaal of hooguit op regionaal niveau afgehandeld. Aan de hand van simpele en iets complexere situaties worden de belangrijkste blootstellingspaden toegelicht. Daarbij wordt onder meer gewezen op het verschil tussen bestraling en besmetting. Ook wordt op generieke wijze aandacht gegeven aan de bescherming van hulpverleners en publiek. Voor de vertaling naar operationeel handelen wordt verwezen naar de modules I, II en IV.

6.1. Blootstellingspaden Er is sprake van een stralingsdosis als er ioniserende straling in het lichaam wordt geabsorbeerd. Dit kan op verschillende manieren plaatsvinden: • De stralingsbron bevindt zich buiten het lichaam, maar de straling heeft een dusdanig lange dracht dat er sprake is van externe bestraling. Als de stralingsbron verwijderd of afgeschermd wordt, of als je zelf weggaat, houdt de bestraling op; • Radioactieve deeltjes kunnen ingeademd of opgegeten worden. Het lichaam raakt zodoende inwendig besmet. Afhankelijk van de chemische samenstelling van de radioactieve deeltjes zal een kleiner of groter deel van de ingenomen radioactiviteit het lichaam via de ontlasting verlaten, maar het gedeelte dat achterblijft zal het lichaam gedurende langere tijd van binnenuit bestralen. Als je eenmaal inwendig besmet bent, is daar erg moeilijk iets aan te doen. Ook via wonden kun je inwendig besmet raken; • Lichaam en kleding kunnen uitwendig besmet raken met radioactieve deeltjes. Zolang de besmetting aanwezig is, word je van buitenaf bestraald. Dit probleem kun je aanpakken door ontsmettingsmaatregelen te nemen. Bedenk verder dat de dracht van α-straling te kort is om van buitenaf een gevaar te vormen, kleding en (dode) opperhuid zorgen dan voor voldoende afscherming. Bij de volgende situaties spelen een of meerdere blootstellingspaden een rol van betekenis.

6.1.1. Blootstelling aan een stralingsbron Stralingsbronnen zijn over het algemeen goed afgeschermd. Is dat - bijvoorbeeld na een transportongeval - niet het geval, dan kun je dus extern bestraald worden. Als de bron zelf nog intact is, is externe bestraling het enige blootstellingspad. Door afscherming, voldoende afstand en afwisselende inzet kan men de blootstelling beperken. Zolang de bron zelf intact is, is er geen kans op besmetting. • Gesloten γ-stralingsbron Een kleine,niet afgeschermde, gesloten γ-stralingsbron met activiteit A levert op een afstand r een omgevings˚ *(10), dat gegeven wordt door de formule: dosisequivalenttempo, H ˚ *(10) (r) = ΓH*(10) × A/r2 H Het stralingsniveau neemt kwadratisch af met de afstand (kwadratenwet); op een tweemaal zo grote afstand is het dosistempo dus vier keer zo klein. De evenredigheidscoëfficiënt in deze formule, ΓH*(10), heet de bronconstante. Deze ‘constante’ is echter voor alle γ-stralers verschillend. In Tabel 6.1 is de waarde van deze coëfficiënt voor enkele belangrijke γ-stralers gegeven. Als onbekend is met welke γ-straler we te maken hebben kan voor ΓH*(10) als veilige waarde 0,5 ingevuld worden. Let echter op: de kwadratenwet geldt alleen maar voor puntbronnen (d.w.z. stralingsbronnen met een afmeting die erg klein is t.o.v. de afstand waarop je kijkt). Bij een grote oppervlaktebesmetting, bijvoorbeeld na een kernramp, geldt deze regel dus niet.


III-29

Voorbeeld kwadratenregel Stel je hebt te maken met een onafgeschermde 192Ir-bron van 1 TBq (Tera = 1012). Op 1 m afstand bedraagt het omgevingsdosisequivalenttempo dus een stevige 139 mSv/h. Op ruim 3 m afstand is het dosistempo met een factor 10 afgenomen tot ongeveer 14 mSv/h. En op 10 m afstand is het dosistempo een factor 100 lager, dus een kleine 1,5 mSv/h. In een onbekende situatie is het dan ook verstandig om het dosistempo op ruime afstand te meten, en dan via de kwadratenregel het dosistempo op kortere afstand in te schatten.

Tabel 6.1 Stralings- en afschermingsgegevens voor enkele belangrijke γ-stralers Radionuclide ˚ *(10)) Halveringsdikte lood Belangrijkste γ’s Bron-constante (uitgedrukt in H (mm) (MeV) (µSv.m2/MBq.h) 169 Yb 0,051 0,066 <1 75 Se 0,136; 0,265 0,072 <1 192 Ir 0,317; 0,468 0,139 3 137 Cs/137mBa 0,662 0,093 7 60 Co 1,173; 1,333 0,36 16 Gammastralingsbronnen worden vaak gebruikt om fotografische opnames te maken van lasnaden e.d. Deze vorm van niet-destructief onderzoek( NDO) wordt gammagrafie genoemd. Voor gammagrafie kunnen sterke bronnen worden ingezet, tot activiteiten van maximaal 200 TBq. Het moge duidelijk zijn dat zulke zware bronnen zeer goed afgeschermd moeten zijn. Voor afscherming van zware γ-stralingsbronnen wordt meestal lood gebruikt. In Tabel 6.1. is voor elk radionuclide de halveringsdikte van lood gegeven. Duidelijk is hier de oplopende hardheid te zien van de γ-straling afkomstig van bijvoorbeeld 75Se, 192Ir en 60Co. Hoe harder de straling, d.w.z. hoe hoger de energie van de γ’s, hoe meer afscherming er nodig is. Een typische 192Ir-bron voor gammagrafie weegt inclusief collimator (bundelrichter) en afscherming nog geen 20 kg, maar bij een 60Co-bron bedraagt de totale massa al gauw zo’n 200 kg. Op precies dezelfde manier als boven kun je het verband leggen tussen luchtkermatempo en activiteit. Er bestaan dus ook bron-constanten uitgedrukt in luchtkermatempo (eenheid: µGy.m2/MBq.h). Deze bronconstantes zijn ongeveer 20% kleiner dan de waarden in Tabel 6.1. • Gesloten β -stralingsbron Ook voor een onbeschadigde gesloten β-bron geldt dat er uitsluitend sprake kan zijn van externe bestraling. Een groot voordeel van β-straling is dat de maximale dracht voor de meest gangbare β-stralers kleiner is dan 10 meter20. Daarbuiten is het dosistempo t.g.v. β-straling dus nul. Het doordringende vermogen van β-straling is veel minder dan dat van γ-straling. In weefsel komen β’s hooguit een cm diep. Het grootste gevaar bij externe bestraling door een β-bron is dan ook bestraling van de huid en van ˚ T, af te kunnen de ooglens. Het is daarom van belang om het equivalente (orgaan)dosistempo t.g.v. de β-bron, H schatten. Als vuistregel kan daarvoor de volgende formule gebruikt worden: ˚ T(r) ≈ 10 × A/r2 H

(r kleiner dan de maximale dracht)

Als A uitgedrukt wordt in MBq en r in m levert dat een equivalent (orgaan)dosistempo op in µSv/h. NB: Gewone kleding levert voor β-straling onvoldoende afscherming. Een volledige brandweeruitrusting (uitrukpak, helm en gelaatsbescherming) schermt het lichaam wel goed af tegen β-straling van buitenaf. Het bovenstaande geldt voor zuivere β-stralers. Veel β-stralers geven echter tevens γ-straling af. Ook kan er in het bronmateriaal zelf remstraling ontstaan. Om de blootstelling aan deze vormen van straling af te schatten wordt verwezen naar de vorige sectie.

20

Er bestaan enkele exotische β-stralers die verder komen, maar in alle gevallen geldt 25 m als veilige afstand.

III-30


Zoals eerder behandeld is een β-bron het best af te schermen door een binnenste laag van perspex (of een ander materiaal met een lage Z), met daaroverheen een laag(je) lood om afscherming te bieden aan de meer doordringende γ- en remstraling.

Stralingsongeval met RTG’s In december 2001 vonden drie houthakkers in een bos in Georgië twee ingekapselde, maar niet afgeschermde 90 Sr/90Y-bronnen. Het waren zogenaamde RTG’s, Radionuclide Thermoelectric Generators. Dit soort apparaten werd in de vroegere Sovjet-Unie vaak toegepast om in afgelegen oorden elektriciteit op te wekken. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de warmte die ontstaat bij radioactief verval. Dit type RTG’s heeft op het moment van productie een activiteit van 1 tot 15 PBq (Peta is 1015 !). Toen de houthakkers de bronnen vonden hadden ze allebei nog een 90Sr-activiteit van 1,5 PBq. De bronnen werden meegenomen om als ‘straalkacheltje’ te dienen. Twee mannen liepen hierdoor in korte tijd zeer zware huidwonden op. • Gesloten α-stralingsbron Een onbeschadigde gesloten α-bron levert geen gevaar op. Daarvoor is het doordringende vermogen van αstraling te gering. • Maatregelen bij een incident met een gesloten stralingsbron In geval van een onvolledig afgeschermde gesloten β- of γ-bron is het voor de eigen veiligheid van hulpverleners belangrijk om: − de (te) ontvangen externe stralingsdosis goed in de gaten te houden en waar mogelijk te reduceren (afstand, afwisseling, afscherming). Zinvolle (nood)maatregelen voor de stralingsbescherming van derden zijn in dit geval: − houd het publiek op ruime afstand; − tref noodmaatregelen voor afscherming; maak zo mogelijk gebruik van toevallig aanwezig afschermingsmateriaal, zoals zand, stenen en water (tankautospuit brandweer!). • Een beschadigde stralingsbron Als een stralingsbron beschadigd is kan er naast externe bestraling ook besmetting plaatsvinden. Er is sprake van besmetting als radioactieve deeltjes zich ongecontroleerd in de omgeving verspreiden en her en der neerslaan. Als gevolg daarvan raken voorwerpen besmet, en kan er sprake zijn van een lokale besmetting van de omgeving. Er ontstaan nu veel meer (potentiële) blootstellingspaden, die echter niet allemaal even belangrijk zijn: 1) mensen kunnen (ook nog op enige afstand) extern bestraald worden; 2) door verwaaiing of opdwarreling, ook wel resuspensie genoemd, kunnen mensen door inademing van radioactieve deeltjes inwendig besmet raken. Ook kunnen ze uitwendig besmet raken; 3) door aanraking (ook via-via) kunnen mensen uitwendig besmet raken, en zodoende extern bestraald worden; 4) na ingestie (hand-mond contact) of via (wondjes in) de huid kan een uitwendige besmetting leiden tot een inwendige besmetting. Echter, ook bij een beschadigde stralingsbron schuilt in de meeste gevallen het grootste gevaar in externe bestraling vanaf de (beschadigde) primaire bron. Daarnaast kan inhalatie een factor van betekenis zijn. Merk op dat bij inhalatie vooral α-stralers van groot belang zijn, vanwege de hoge stralingsweegfactor van 20. Omdat het tamelijk ingewikkeld is om de gevolgen van een besmetting helemaal door te rekenen, zijn er in het verleden21 normen opgesteld voor oppervlaktebesmetting (zie Tabel 6.2). Als de besmetting onder de norm blijft zijn de gevolgen verwaarloosbaar. Boven de norm dienen er ontsmettingsmaatregelen genomen worden. Merk op dat het hier om stralingshygiënische maatregelen gaat, die thuishoren bij de nazorgfase van een incident.

21

Deze normen waren te vinden in de Richtlijn Radionuclidenlaboratoria (1994). Met het uitkomen van het Besluit stralingsbescherming is deze richtlijn echter ingetrokken. Het wachten is nu op een nieuwe Ministeriele Regeling waar de stralingshygiënische besmettingsnormen opnieuw vastgelegd worden.


III-31

Tabel 6.2 Normen (voor reguliere situaties) voor de besmetting van huid, handen, kleding en voorwerpen α-stralers β- en γ-stralers Huid - gemiddeld over 50 cm2 0,4 Bq/cm2 4,0 Bq/cm2 Handen - gemiddeld per hand 40 Bq 1000 Bq Kleding en voorwerpen - smeertest over 100 cm2 0,4 Bq 4,01) Bq 2 - directe meting 0,4 Bq/cm 4,01) Bq/cm2 1)

Voor laag-energetische β-stralers (Emax<0,2 MeV) geldt 40 als norm, m.u.v. β-stralende Pu-nucliden

Voor eerstelijns hulpverlening bij ernstige radiologische ongevallen gelden veel hogere besmettingsnormen (zie Hoofdstuk 7). Bij een B-incident dient gecontroleerd te worden of zo’n NPK-besmettingsnorm overschreden wordt, maar dat is zeer onwaarschijnlijk. Mocht dat desalniettemin het geval zijn, dan betreft het hooguit een gering aantal personen. Voor opvang en ontsmetting kan dan gebruik gemaakt worden van de reguliere geneeskundige kanalen. Indien personen licht besmet zijn (hoger dan volgens Tabel 6.2, maar lager dan de NPKniveaus), dan dient er uit oogpunt van ALARA stralingshygiënische nazorg plaats te vinden. • Maatregelen bij een incident met een beschadigde stralingsbron In dit soort situaties is het voor de eigen veiligheid van hulpverleners belangrijk om: − de (te) ontvangen externe stralingsdosis goed in de gaten te houden en waar mogelijk te reduceren (afstand, afwisseling, afscherming); − te zorgen voor gepaste adembescherming (filterbus, ademlucht), dit reduceert een eventuele inhalatiedosis vrijwel tot nul; − te voorkomen dat het lichaam uitwendig besmet raakt; − na afloop te controleren op uitwendige besmetting van kleding en materialen. Zinvolle (nood)maatregelen voor de stralingsbescherming van derden zijn in dit geval: − houdt het publiek op ruime afstand; − tref noodmaatregelen m.b.t. afscherming van de primaire bron; maak zo mogelijk gebruik van toevallig aanwezig afschermingsmateriaal, zoals zand, stenen en water (tankautospuit brandweer!); − breng het besmette gebied in kaart; − zorg ervoor dat de reeds aanwezige besmetting zich niet verder verspreidt.

6.1.2. Blootstelling bij een brand waarbij radioactief materiaal vrijkomt Bij een brand in bijvoorbeeld een radionuclidenlaboratorium kunnen radioactieve stoffen meegevoerd worden met de rookgassen. De lucht raakt dus radioactief besmet. Afhankelijk van de chemische samenstelling en de deeltjesgrootte van de radionucliden, de weersomstandigheden en de karakteristieken van de brand (warmteontwikkeling) kunnen deze stoffen op meer of minder grote afstand van de brand neerslaan, zodat mens en omgeving besmet kunnen raken. De volgende (potentiële) blootstellingspaden doen zich nu voor: 1) mensen die zich in de rookpluim bevinden raken inwendig besmet als gevolg van inademing van radioactieve stofdeeltjes; 2) na neerslag van radioactieve stoffen kunnen mensen vanuit een besmette omgeving extern bestraald worden; 3) als gevolg van neerslag van radioactieve stoffen en door aanraking (ook via-via) kunnen mensen uitwendig besmet raken; 4) na ingestie (hand-mond contact) of via (wondjes in) de huid kan een uitwendige besmetting leiden tot een inwendige besmetting; 5) ook na het overtrekken van de rookpluim kunnen mensen door opdwarreling (resuspensie) radioactieve deeltjes inademen. De hoeveelheid radioactiviteit die bij zo’n brand vrijkomt is in de regel beperkt. Alleen het eerstgenoemde pad (inademing van radioactieve rookgassen) kan dichtbij de bron een blootstelling van enige betekenis veroorzaken. Merk op dat bij inhalatie vooral α-stralers van groot belang zijn, vanwege de hoge stralingsweegfactor van 20. • Berekening van de inhalatiedosis De Brandweer beschikt over onvoldoende middelen om de (potentiële) blootstelling voor omstanders en onbeschermde hulpverleners precies in te kunnen schatten. Daarvoor moet immers bekend zijn welke radionucliden er precies aanwezig zijn, en hoe de luchtactiviteitsconcentratie zich door de tijd heen ontwikkelt.

III-32


Vervolgens moet nog de vertaling gemaakt worden van ingenomen radioactiviteit naar effectieve (volg)dosis. In formulevorm: Einhalatie = Ainhalatie × e(50)inhalatie = { Cgemiddeld × ∆t } × V × e(50)inhalatie De term tussen haakjes is de geïntegreerde luchtactiviteit [Bq.m-3.h], hier versimpeld voorgesteld als het product van de gemiddelde concentratie van de radioactieve stof in lucht, Cgemiddeld [Bq.m-3] en de blootstellingstijd, ∆t [h]. Vermenigvuldiging met het ademventilatievoud, V [m3/h] levert dan de totale inname van activiteit, Ainhalatie [Bq]. Door de totale inname te vermenigvuldigen met de zogenoemde dose coefficient e(50) [Sv/Bq], in Nederland ook wel aangeduid als dosisconversiecoëfficiënt (DCC), voor inhalatie, wordt tenslotte de effectieve volgdosis bepaald.

Voorbeeld luchtemissie radioactieve stoffen Bij een brand in een opslagplaats voor radioactieve rookmelders gaan 1000 rookmelders in vlammen op. Elke rookmelder bevat 40 kBq aan 241Am. Aangenomen wordt dat 3% van de radioactiviteit in de vorm van inhaleerbare deeltjes vrijkomt. In totaal is dat dus 1,2 MBq. Uit verspreidingsberekeningen volgt dat op de locatie met de hoogste activiteitsconcentratie op leefniveau de tijdsgeïntegreerde concentratie ongeveer 0,01 Bq.h.m-3 bedraagt. Omstanders (ademventilatievoud circa 1 m3/h) die daar al die tijd staan kijken ademen dus ongeveer 0,01 Bq aan 241Am in. De e(50) inhalatie van 241Am is 9,6 10-5 Sv/Bq (volwassen leden van het publiek, aanname: snelle longzuivering). Uit deze berekening volgt dat de inhalatiedosis voor omstanders dus ten hoogste 1 µSv bedraagt. Deze stralingsbelasting is verwaarloosbaar.

De e(50)’s, die de uitkomst zijn van ingewikkelde modelberekeningen, brengen het metabolisme in rekening. Ze zijn onder meer afhankelijk van het radionuclide, de deeltjesgrootte, de chemische vorm waarin het radionuclide zich bevindt (‘Hoe gemakkelijk wordt de radioactieve stof door het lichaam opgenomen’) en de leeftijd van de blootgestelde. Ook wordt onderscheid gemaakt tussen werkers en leden van het publiek. De e(50)’s zijn door de Europese Unie vastgesteld en uitgegeven in Richtlijn 96/29/Euratom ‘tot vaststelling van de basisnormen voor de bescherming van de gezondheid der bevolking en der werkers tegen de aan ioniserende straling verbonden gevaren’ [EU96]. Voor beschermingsdoeleinden bij incidenten, waarbij niet alle gegevens bekend zijn, is het raadzaam om de meest conservatieve (dus grootste) e(50) te nemen. Het ademventilatievoud is afhankelijk van leeftijd, geslacht en inspanningsniveau. Voor werkers hanteert de ICRP voor lichte werkzaamheden een waarde van 1,5 m3/h, bij zware inspanningen verdubbelt dit tot 3 m3/h. Bij ‘rustig zitten’ en ‘slapen’ is het ademventilatievoud ongeveer 0,5 m3/h. Voor omstanders kan als vuistregel een waarde van 1 m3/h gehanteerd worden. Als er bij een incident meerdere radionucliden vrijkomen, dan is de totale inhalatiedosis de som van de inhalatiedosis per radionuclide. • Maatregelen bij een brand waarbij radioactiviteit vrijkomt Bij een brand met radioactief materiaal is voor de veiligheid van hulpverleners het volgende belangrijk: − zorg voor gepaste adembescherming (filterbus, ademlucht), dit reduceert een eventuele inhalatiedosis vrijwel tot nul; − houd dicht bij de brand rekening met de mogelijkheid dat de afscherming van eventuele stralingsbronnen door de brand beschadigd kan zijn. Houd de (te) ontvangen externe stralingsdosis dus goed in de gaten; − voorkom, door passende kleding en gelaatsbescherming, dat het lichaam uitwendig besmet raakt; − controleer na afloop op uitwendige besmetting van kleding en materialen. Zinvolle (nood)maatregelen voor de stralingsbescherming van derden zijn in dit geval: − houd het publiek op ruime afstand, en geef zonodig het advies om binnen te blijven en ramen en deuren te sluiten; − controleer of er sprake is van besmetting.


III-33

6.2. Stralingsbescherming hulpverleners De belangrijkste middelen ter beperking van de stralingsbelasting bij hulpverleners zijn afstand, afwisseling, afscherming en adembescherming. Voor operationele doeleinden zijn er voor ongevallen met B-objecten zones gedefinieerd die verband houden met het stralingsniveau ter plaatse of de voor een hulpverlener totaal op te lopen effectieve dosis. Voor de bepaling daarvan staan dosistempomonitoren22 en persoonsdosimeters ter beschikking. Maar let op, deze monitoren meten uitsluitend de externe stralingsbelasting. Een zo gemeten dosis is dus alleen een veilige maat voor de opgelopen effectieve dosis als externe bestraling het enige relevante blootstellingspad is.

6.2.1. Automess 6150 Momenteel gebruikt de Brandweer voor stralingsmetingen de Automess 6150. De 6150 heeft een interne telbuis, AD-1 genaamd, waarmee het externe stralingsniveau gemeten kan worden. Daarnaast passen op dit apparaat verschillende sondes. Bij plaatsing van een sonde wordt de interne telbuis afgesloten. Afhankelijk van het type sonde is de Automess dan geschikt voor het meten van externe stralingsniveaus (hoog of laag dosistempo) of oppervlaktebesmetting (klein of groot oppervlak). • Dosistempometing De Automess apparatuur van de Brandweer meet het externe stralingsniveau uitgedrukt in omgevingsdosis˚ *(10) (µSv/h). Er is ook nog meetapparatuur van Automess in gebruik waarbij de metingen equivalenttempo23, H ˚ air (µGy/h). In beide gevallen betreft het van het externe stralingsniveau uitgelezen wordt in luchtkermatempo, K echter benaderingen van de werkelijkheid. Zowel de AD-1 als de losse sondes voor omgevingsmetingen (AD-15 en AD-18) hebben een eigen energie-afhankelijkheid. De Automess apparatuur is gekalibreerd voor 137Cs (662 keV). Bij andere energieën (tussen 60 en 1250 keV) is er sprake van een fout in de meting van het externe stralingsniveau die op kan lopen tot maximaal circa 30%. Voor stralingsbeschermingsdoeleinden is met deze (on)nauwkeurigheid te leven. Ook is het voor dit doel aanvaardbaar om omgevingsdosisequivalenttempo of luchtkermatempo als maat te nemen voor de stralingsdosis als gevolg van externe straling. Beneden 60 keV loopt de respons van de apparatuur snel terug. Dat is niet erg, omdat ook het menselijk lichaam minder gevoelig is voor laag-energetische straling. Wat dat betreft volgt de energierespons van de apparatuur hier in redelijke benadering de H *(10)-curve (zie Figuur 4.2). Voor operationele doeleinden is het dus toegestaan om de uitgelezen waarde van de meetapparatuur (in µSv/h of µGy/h) één op één te interpreteren als (veilige maat voor het effectieve) dosistempo (in µSv/h) als gevolg van externe bestraling. De Automess 6150 kan een alarm genereren bij overschrijding van een tevoren ingestelde waarde van het dosistempo. In de AD-1 versie (geen externe sonde) kan ook een alarm gegeven worden bij het overschrijden van een tevoren ingestelde (geïntegreerde) dosis. Het apparaat is op die manier te gebruiken als een persoonsdosimeter. Dit wordt echter in zijn algemeenheid afgeraden. In tabel 6.3 worden de mogelijkheden van de Automess 6150 voor het bepalen van het stralingsniveau in het kort weergegeven. Voor het precieze gebruik van de apparatuur wordt verwezen naar het operationele gedeelte van dit handboek en de documentatie van de leverancier. Tabel 6.3 Gebruik van de Automess 6150 voor de bepaling van het externe stralingsniveau Sonde Meetbereik Toepassing Standaard alarmniveau AD-1 (intern) Tot 1000 mSv/h Normaal gebruik Dosistempo 25 µSv/h Dosis 2 mSv AD-18 0,01 µSv/h - 10 mSv/h Als grotere gevoeligheid gewenst is, Dosistempo 1 µSv/h bijvoorbeeld bij opsporing bronnen AD-15 0,01 mSv/h - 10 Sv/h Bedoeld voor ‘remote control’ Dosistempo 100 µSv/h tijdens extreme stralingssituaties

22

Met een andere meetsonde kunnen deze monitoren ook oppervlaktebesmettingen meten. Dit geldt ook voor het Nationaal Meetnet Radioactiviteit. 25 Merk op dat andere hulpverleners, die minder persoonlijke beschermingsmiddelen gebruiken, onder dezelfde omstandigheden een hogere stralingsdosis op kunnen lopen! 23

III-34


• Oppervlaktebesmettingsmeting De Automess 6150 kan ook gebruikt worden voor besmettingsmetingen. Sonde AD-17 is met een effectief oppervlak van 6,1 cm2 de minder gevoelige variant, met een meetoppervlak van 100 cm2 is de sonde AD-k ruim tien keer gevoeliger. Met de sondes AD-17 en AD-k kan zowel α-, β- als γ-besmetting gemeten worden. Bij de sonde AD-k biedt een schakelaar op het apparaat de mogelijkheid om alleen α’s te meten. Doe dat vanwege de geringe dracht van αstraling zo dicht mogelijk (zeg 2 mm) op het besmette oppervlak. Voor het meten van β- en γ-straling moet de schakelaar in de stand ‘αβγ’ staan. De afstand tot het meetoppervlak mag dan iets groter zijn (zeg 1 cm). Op de meetkop van de AD-k kan een RVS-filter geplaatst worden, dat alle α’s en β’s tegenhoudt. Op die manier meet je dus (in de ‘αβγ’-stand) alleen γ-besmetting. Deze sondes registreren ‘tikken’ (counts) en geven hun resultaat in ‘counts per second’. De SI-eenheid van ‘teltempo’ is [s-1], maar deze wordt vaak met ‘cps’ aangeduid. Niet ieder stralingsdeeltje dat uitgezonden wordt, wordt door de sondes geregistreerd. Het telrendement van dit soort sondes is sterk afhankelijk van de stralingssoort en de stralingsenergie. Ook het wel of niet plaatsen van het RVS-filter is van invloed. Om het teltempo om te rekenen naar oppervlaktebesmetting [Bq/cm2] moet gebruik gemaakt worden van isotoop-specifieke omrekenfactoren. Zo geldt bijvoorbeeld voor de AD-k dat voor Co-60 een teltempo van 10 s-1 (in de ‘αβγ’-stand en zonder RVS-filter) overeenkomt met een oppervlaktebesmetting van 1 Bq/cm2. De belangrijkste omrekenfactoren zijn te vinden in tabel 9.1 van Hoofdstuk 9: ‘Overzicht belangrijke radionucliden en stralingsniveaus’.

Figuur 6.1 Automess 6150 met AD-17 sonde

6.2.2. Persoonsdosimeter Een persoonlijke dosimeter is, zoals het woord al zegt, bedoeld om de ontvangen stralingsdosis van een zeker persoon te registreren. De Brandweer maakt met name gebruik van de door BZK beschikbaar gestelde zogenaamde ADOS. De ADOS, die onder de werkkleding gedragen dient te worden, meet alleen γ-straling. Dat is voldoende, want de werkkleding van de Brandweer is voldoende dik om α- en β-straling af te schermen. Daar komt bij dat andere belastingspaden, zoals besmetting en inhalatie, door het gebruik van uitrukpakken en adembescherming voor Brandweerlieden niet relevant zijn. De ADOS geeft dus een goede maat voor de totale werkelijk ontvangen stralingsdosis van Brandweerpersoneel als gevolg van een operationele inzet bij stralingsincidenten25. De ADOS kan zowel bij overschrijding van een dosistempo als van een geïntegreerde dosis een alarm afgeven. De laagst ingestelde niveaus zijn respectievelijk 30 µGy/h26 en 2 mGy. Soms wordt er nog gebruik van zogenaamde TLD-badges, die achteraf door een daarvoor gespecialiseerde dienst uitgelezen dienen te worden. Tijdens de inzet kan een TLD-badge dus nooit een waarschuwing afgeven.

6.2.3. Adembescherming Voor adembescherming kan gebruik gemaakt worden van een stofmasker, een gezichtsmasker met filterbus of een persluchtmasker. Tabel 6.4 toont de effectieve reductiefactoren van deze adembeschermingsmiddelen voor inhalatie. Hierbij is rekening gehouden met een verhoogd ademventilatievoud als gevolg van het gebruik van het adembeschermingsmiddel. De reciproque waarde (de ‘verlengingsfactor’) geeft aan hoeveel langer het duurt voordat een inhalatiedosis ontvangen is die gelijk is aan de dosis die iemand zou ontvangen zonder adembescherming. 26 Door technische beperkingen van de ADOS is het niet mogelijk om het laagste dosistempoalarm op 25 µGy/h in te stellen, wat logischer zou zijn gezien de waarschuwingsgrenswaarde van 25 µSv/h die wordt gehanteerd bij de gebiedsindeling, zie 6.2.4.


III-35

Tabel 6.4 Reductiefactoren van adembeschermingsmiddelen Adembeschermingsmiddel Reductiefactor *) Verlengingsfactor Stofmasker 0,15 7 Gezichtsmasker met filterbus 0,03 35 Persluchtmasker 0,0015 700 *) Hierbij is rekening gehouden met een verhoogd ademventilatievoud als gevolg van het gebruik van het adembeschermingsmiddel

6.2.4. Indeling in zones Bij een ongeval met gevaarlijke stoffen hanteert de Brandweer een standaard gebiedsindeling. Daarbij worden de volgende elementen onderscheiden: • gevarengebied • werkgebied • aandachtsgebied • opstellijn • opstelplaats • ontsmettingsveld Voor een ongeval met radioactieve stoffen is het van belang om snel de grenzen van het gevarengebied af te schatten. Voor een ongeval met een B-object hanteert de Brandweer hiervoor een grenswaarde van 25 µSv/h. Buiten dat niveau zijn er geen beperkende voorwaarden voor de hulpverlening. Binnen het gevarengebied hanteert men persoonlijke beschermingsmiddelen en dienen de werkzaamheden begeleid te worden door een Adviseur Gevaarlijke Stoffen (AGS). Per inzet hanteert men in de praktijk verder een dosisbeperking per hulpverlener van 2 mSv. Als operationele vuistregel is de 25 µSv/h grenswaarde goed bruikbaar. Er zijn echter omstandigheden denkbaar waarbij ook wanneer metingen met de automess geen overschrijding van de 25 µSv/h grenswaarde aangeven er toch gevaar aanwezig kan zijn. Dat geldt met name bij verspreiding van radionucliden die (uitsluitend) α-straling uitzenden. Een luchtconcentratie van α-stralers is niet of nauwelijks te meten, maar kan – onbeschermd – wel een behoorlijke inhalatiedosis opleveren. Verder dient men zich te realiseren dat de 25 µSv/h grenswaarde in het verleden gekozen is om de grens aan te geven tussen ‘normaal’ en ‘ongewoon’. Gaandeweg is hij steeds meer geïnterpreteerd als de grens tussen ‘veilig’ en ‘gevaarlijk’. In vergelijking met de in de Nederlandse wet verankerde dosisbeperkingen voor hulpverleners, die oplopen tot 750 mSv voor levensreddend werk, is 25 µSv/h echter een zeer lage waarde. Dat geldt ook voor de in de praktijk gehanteerde dosisbeperking van 2 mSv. Overschrijding van de grenswaarde van 25 µSv/h of een persoonlijke dosis van 2 mSv mag dus nooit als argument gebruikt worden om af te zien van levensreddende werkzaamheden of andere vormen van spoedeisend handelen waarbij grote belangen in het geding zijn, ook niet bij afwezigheid van een AGS. Uit scenarioberekeningen blijkt immers dat de stralingsbelasting bij ongevallen met B-objecten veel lager uitvalt dan de NPK dosisbeperkingen voor hulpverleners.

6.3. Vervoersbepalingen voor klasse 7 stoffen Bij transportongevallen op de weg kan de Brandweer gebruik maken van op en in de auto aanwezige informatie, zoals gevaarsborden en ladingpapieren. De wettelijke voorschriften m.b.t. verpakking, opslag en vervoer van radioactieve stoffen zijn vastgelegd in het VLG (“Vervoer over land van gevaarlijke stoffen”), dat een bijlage vormt van het "Besluit vervoer splijtstoffen, ertsen en radioactieve stoffen". Het VLG komt overeen met het internationaal geldende voorschrift ADR (“Accord européen relatif au transport international des marchandises Dangereuses par Route”). Radioactieve stoffen worden in deze regeling aangeduid als klasse 7 stoffen. Deze regelgeving is tamelijk ingewikkeld. Hieronder worden de belangrijkste elementen kort samengevat, voor zover van belang om bij een ongevalssituatie snel de gevaarzetting in te kunnen schatten. Voor een zeer volledige beschrijving van de vervoersbepalingen wordt verwezen naar NVS-publicatie 32: “Vervoer van radioactieve stoffen over de weg in Nederland en België – Handleiding voor de praktijk”.

III-36


6.3.1. Belangrijke definities Aan de ADR regelgeving liggen vele definities ten grondslag. Dit zijn de belangrijkste: • Speciale toestand Radioactieve stoffen kunnen al dan niet in speciale toestand vervoerd worden. Onder radioactieve stof in speciale toestand wordt verstaan een niet verspreidbare radioactieve stof of een gesloten capsule, die een radioactieve stof bevat en die zodanig moet zijn vervaardigd dat deze alleen kan worden geopend door de capsule te vernietigen. • A1 en A2 Vervolgens zijn er zogenaamde A1 en A2 waarden gedefinieerd. Onder A1 wordt verstaan de maximale waarde van de activiteit van radioactieve stoffen in speciale toestand, zoals vastgelegd in het ADR (zie ADR tabel 2.2.7.7.2.1), die wordt gebruikt om de grenswaarden van de activiteit voor de toepassing van de voorschriften van het ADR vast te stellen. Onder A2 wordt verstaan de maximale waarde van de activiteit van radioactieve stoffen, NIET in speciale toestand. Die waarden staan ook in de genoemde ADR tabel. In Hoofdstuk 9 van dit document zijn de gegevens van de 40 belangrijkste radionucliden opgenomen, waaronder de A1 en A2 waarden (zie Tabel 9.1). • Exclusief gebruik Onder exclusief gebruik verstaat men het gebruik van een voertuig (of een grote container) door één enkele afzender, waarbij alle handelingen vóór, tijdens en na het vervoer worden uitgevoerd in overeenstemming met de aanwijzingen van de afzender of de geadresseerde. • Speciale regeling Onder speciale regeling verstaat men de bepalingen, goedgekeurd door het bevoegd gezag, op grond waarvan een zending die niet aan alle van toepassingen zijnde voorschriften van het ADR voldoet, mag worden vervoerd. • Transportindex De transportindex (TI) voor een collo, oververpakking of container, of voor niet verpakte LSA-I-stoffen of SCO-I, is gelijk aan 100 keer het (hoogste) dosistempo (mSv/h), bepaald op een afstand van 1 m van het oppervlak. De TI is op de eerste decimaal naar boven afgerond (bijv. 1,13 wordt 1,2). Alleen als de gevonden waarde kleiner dan of gelijk aan 0,05 is wordt de TI afgerond op nul. De transportindex voor oververpakkingen, containers of voertuigen wordt bepaald door de TI's van alle daarin aanwezige colli bij elkaar op te tellen. Bij stijve oververpakkingen mag de samengestelde TI ook door rechtstreekse meting bepaald worden. • UN-nummer Gevaarlijke stoffen worden internationaal gecodeerd m.b.v. een 4-cijferig UN-nummer. Voor het vervoer van radioactieve stoffen bestaan er enkele tientallen UN-nummers om de lading te karakteriseren. Deze zijn verderop weergegeven in Tabel 6.8. • LSA Radioactieve stoffen die van nature een beperkte specifieke activiteit bezitten, of radioactieve stoffen waarvoor grenswaarden voor de geschatte gemiddelde specifieke activiteit van toepassing zijn, heten stoffen met geringe specifieke activiteit (Low Specific Activity, LSA). LSA-stoffen worden in drie groepen verdeeld: LSA-I, LSA-II en LSA-III, zie [NVS02] voor meer details over de verschillen tussen deze groepen.. • SCO Onder een voorwerp met besmetting aan het oppervlak (Surface Contaminated Object, SCO) wordt verstaan een vast voorwerp dat zelf niet radioactief is, maar waarbij op het oppervlak ervan een radioactieve stof verspreid is. Er bestaan twee categorieën: SCO-I en SCO-II, waarbij SCO-I minder radioactief besmet is dan SCO-I. • Colli Een verpakking met radioactieve inhoud, gereed voor verzending, heet een collo. Een collo is dus de radioactieve inhoud inclusief verpakking. De verpakking kan een kist, vat, container of tank zijn en allerlei materialen bevatten zoals afstandhouders, dempers en warmte-isolatiemateriaal.


III-37

Het ADR onderscheidt verschillende typen colli, te weten: a) Vrijgesteld collo b) Industrieel collo: type 1, 2 en 3 (respectievelijk type IP-1, IP-2 en Ip-3) c) Collo van type A d) Collo van type B(U) e) Collo van type B(M) f) Collo van type C Voor deze colli gelden verschillende voorwaarden, zie hieronder. Voor colli die splijtbare stoffen of uraniumhexafluoride bevatten gelden bijzondere voorwaarden. • Vrijgesteld collo Dit is een verpakking t.b.v. instrumenten, voorwerpen of stoffen met een gelimiteerde hoeveelheid activiteit (zoals vermeld in ADR 2.2.7.7.1.2.1.) De verpakking is ontworpen om te voldoen aan de aan alle verpakkingen en colli gestelde voorschriften (zoals vermeld in ADR 6.4.2.) • Industrieel collo Dit is een verpakking, een tank of container die stoffen met een geringe specifieke activiteit (LSA) of voorwerpen met besmetting aan het oppervlak (SCO) bevat. Er wordt een onderverdeling gemaakt in drie types te weten: type 1, 2 en 3 (IP-1, IP-2, IP-3) met oplopende ontwerp- en prestatie-eisen. • Collo van type A Dit is een verpakking, een tank of container die een activiteit van ten hoogste A1 bevat indien de stof zich in speciale toestand bevindt of een activiteit van ten hoogste A2, indien de radioactieve stof zich niet in speciale toestand bevindt en die is ontworpen om te voldoen aan de aan alle verpakkingen en colli gestelde algemene voorschriften. • Collo van type B Dit is een verpakking, een tank of container die een activiteit bevat die groter kan zijn dan A1 resp. A2 en die voldoet aan alle algemene voorschriften en - voor zover van toepassing - aan de bijzondere voorschriften (zie ADR). De aard van en hoeveelheid activiteit wordt gelimiteerd door een certificaat. • Collo van type C Dit is een verpakking die speciaal is ontworpen voor vervoer van hoge activiteit (> 3000 A1 c.q. > 100.000 A2) door de lucht.

6.3.2. Grenswaarden Bij het vervoer van radioactieve stoffen zijn grenswaarden gesteld aan de activiteit, het stralingsniveau en de mate van besmetting. Tabel 6.5 vat de grenswaarden samen die gelden voor de activiteit in colli of voertuigen. Tabel 6.5 Grenswaarden voor de activiteit in colli en voertuigen Aard LSA-I LSA-II en LSA-III onbrandbare vaste stoffen LSA-II en LSA-III brandbare vaste stoffen en alle vloeistoffen en gassen SCO Collo type A Collo type B 1)

Collo A1 resp. A21) certificaat

Voertuig 100 × A2 100 × A2 -

Bij vervoer in speciale toestand geldt A1, anders A2

Tabel 6.6 geeft voor colli en voertuigen een overzicht van het maximaal toelaatbaar omgevingsdosisequivalenttempo (mSv/h) zoals vastgelegd in ADR 7.5.11 CV33. Grenswaarden kunnen van toepassing zijn op het oppervlak of op 1 respectievelijk 2 m afstand. De afwrijfbare besmetting op de buitenkant van een collo moet zo laag mogelijk gehouden worden en mag de grenswaarde van 4 Bq/cm2 niet overstijgen. Voor α-stralers (m.u.v. α-stralers met geringe radiotoxiciteit) geldt een zwaardere norm van 0,4 Bq/cm2.

III-38


˚ *(10), in mSv/h) Tabel 6.6 Toelaatbaar dosistempo (H Oppervlak

op 1 m

op 2m

Collo

0,005

-

-

Normaal gebruik

Collo Voertuig

2 2

0,1 -

0,1

Exclusief gebruik

Collo Voertuig

10 2

-

0,1

Vrijgestelde colli Overige colli

6.3.3. Gevaarsetikettering Colli en voertuigen dienen voorzien te zijn van een juiste gevaarsetikettering en/of bebording. • Etikettering van colli Op colli27, oververpakkingen en containers dienen tenminste twee etiketten te zijn aangebracht van het type 7A, 7B of 7C, zie figuur 6.2. Elk type etiket verwijst naar een speciale categorie, te weten I-WIT, II-GEEL of IIIGEEL. Etiketten moeten aangebracht zijn op twee tegenover elkaar liggende zijden op de buitenkant van het collo, of op de buitenkant van alle vier de zijden van een container. Elke oververpakking die radioactieve stoffen bevat, moet voorzien zijn van tenminste twee etiketten op tegenoverliggende zijden van de oververpakking.

Figuur 6.2 Gevaarsetiketten van colli met radioactief materiaal

Elk etiket van het type 7A, 7B of 7C moet zijn aangevuld met de volgende informatie: 1. Inhoud (radionuclide): Behalve bij LSA-I stoffen (hier voldoet de aanduiding LSA-I), de naam (namen) van de radionuclide(n) met gebruikmaking van de symbolen. Bij mengsels van radionucliden moeten de nucliden zijn aangegeven, waarvoor de meest restrictieve waarde geldt, voor zover de beschikbare ruimte op de regel daartoe plaats biedt. Achter de naam (namen) van de radionuclide(n) moet de LSA- of SCO-groep zijn vermeld (LSA-II, LSA-III, SCO-I of SCO-II). 2. Activiteit: De maximale activiteit van de radioactieve inhoud gedurende het vervoer, uitgedrukt in becquerel (Bq) met het bijbehorend SI-voorvoegsel (bijv. MBq). Voor splijtbare stoffen kan in plaats van de activiteit, de massa splijtbare stoffen in de eenheid gram (g) of in een veelvoud daarvan worden aangegeven. 3. Transportindex: Behalve voor categorie I-WIT moet ook de transportindex vermeld worden. Tabel 6.7 geeft voor elke categorie de grenzen aan van de transportindex en het stralingsniveau.

27

Uitgezonderd vrijgestelde colli


III-39

• Bebording van voertuigen Bij vervoer van colli voorzien van gevaarsetiketten van het type 7A, 7B of 7C moet het voertuig, naast de algemene oranje waarschuwingsborden voor het vervoer van gevaarlijke stoffen, aan de twee lange zijden en aan de achterzijde waarschuwingsborden dragen van het type 7D (zie figuur 6.3). Bij zeecontainers dienen er naast 4 stuks 7D ook 4 stuks 7A, 7B of 7C borden te zijn geplaatst. Alternatief is alléén 4 stuks 7A, 7B of 7C, maar dan in groot formaat. In geval van transporten met UN-nummers 2912, 3321 of 3322 dient dit vermeld te worden op het onderste paneel van het oranje bord. In het bovenste paneel moet dan de aanduiding 70 vermeld zijn. Tabel 6.7 Voorgeschreven gebruik van gevaarsetiketten op colli met radioactief materiaal en de relatie met het stralingsniveau op het oppervlak en op 1 m afstand Categorie

Etiket

TI

Stralingsniveau aan oppervlak

Stralingsniveau op 1 m

I-WIT

7A

0

< 0,005 mSv/h

-

II-GEEL

7B

0 < TI ≤ 1

˚ *(10) ≤ 0,5 mSv/h 0,005 < H

˚ *(10) < 10 µSv/h H

III-GEEL

7C

1 < TI ≤ 10

˚ *(10) ≤ 2 mSv/h 0,5 < H

˚ *(10) < 100 µSv/h 10 < H

III-GEEL (excl. gebruik)

7C

> 10

˚ *(10) ≤ 10 mSv/h 2
˚ *(10) > 100 µSv/h H

6.3.4. ADR Vervoersdocumenten De afzender moet elke zending voorzien van een toereikend vervoersdocument. Naast algemeen voorgeschreven informatie, zoals: • naam en adres van de afzender; • naam en adres van de geadresseerde(n); moet het vervoersdocument bij vervoer van klasse-7 materialen de volgende informatie bevatten: • het UN-nummer dat is toegekend aan de stof, voorafgegaan door de letters “UN”; • de juiste vervoersnaam; • het klassenummer “7”; • de naam of het symbool van elke radionuclide of, voor mengsels van radionucliden, een van toepassing zijnde algemene omschrijving of een lijst van de meest beperkende nucliden; • een beschrijving van de fysische en chemische toestand van de stof, of de aanduiding dat het een radioactieve stof in speciale toestand of een gering verspreidbare radioactieve stof betreft. Een chemische verzamelaanduiding is aanvaardbaar voor de chemische hoedanigheid; • de maximale activiteit van de radioactieve inhoud gedurende het vervoer (in Bq). Voor splijtbare stoffen mag de totale massa splijtbare stof in de eenheid gram (g) of in een geschikte veelvoud daarvan worden aangegeven in plaats van de activiteit. • de categorie van het collo, d.w.z. I-WIT, II-GEEL of III-GEEL; • de transportindex (alleen bij de categorieën II-GEEL en III-GEEL); • voor zendingen van splijtbare stoffen anders dan zendingen die zijn vrijgesteld onder ADR-artikel 6.4.11.2, de criticaliteitsveiligheidsindex; • het identificatiekenmerk voor elk goedkeuringscertificaat van een bevoegde autoriteit (radioactieve stoffen in speciale toestand, gering dispergeerbare radioactieve stoffen, speciale regeling, model van collo of verzending) van toepassing zijnde op de zending; • Voor zendingen van colli in een oververpakking of container, een gedetailleerde opgave van de inhoud van elk collo binnen de oververpakking of container en, indien van toepassing, van elke oververpakking of container in de zending. Indien colli op een tussenliggende losplaats verwijderd moeten worden uit de oververpakking of de container, moeten de daarvoor vereiste vervoerdocumenten beschikbaar worden gesteld; Figuur 6.3 Waarschuwingsbord type 7D

III-40

• •


Wanneer een zending moet worden verzonden onder exclusief gebruik, de opmerking “VERZENDING ONDER EXCLUSIEF GEBRUIK”; Voor LSA-II, LSA-III stoffen, SCO-I en SCO-II de totale activiteit van de zending als een veelvoud van A2.

De eventueel van toepassing zijnde certificaten van bevoegde autoriteiten hoeven de zending niet te vergezellen. De afzender moet ze voorafgaand aan het laden en lossen ter beschikking stellen van de vervoerder(s).

Tabel 6.8 UN-nummers, -benaming en –beschrijving. De benaming en beschrijving in hoofdletters is verplicht, toevoegingen weergegeven in kleine letters zijn optioneel. 2908 2909 2910 2911 2912 2913 2915 2916 2917 2919 2977 2978 3321 3322 3323 3324 3325 3326 3327 3328 3329 3330 3331 3332 3333

RADIOACTIEVE STOFFEN, VRIJGESTELD COLLO - LEGE VERPAKKING RADIOACTIEVE STOFFEN, VRIJGESTELD COLLO - INDUSTRIËLE VOORWERPEN VAN NATUURLIJK URANIUM of VAN VERARMD URANIUM of VAN NATUURLIJK THORIUM RADIOACTIEVE STOFFEN, VRIJGESTELD COLLO - BEPERKTE HOEVEELHEID STOF RADIOACTIEVE STOFFEN, VRIJGESTELD COLLO - INSTRUMENTEN of INDUSTRIËLE VOORWERPEN RADIOACTIEVE STOFFEN MET GERINGE SPECIFIEKE ACTIVITEIT (LSA- I), niet splijtbaar of splijtbaar, vrijgesteld RADIOACTIEVE STOFFEN, VOORWERPEN MET BESMETTING AAN HET OPPERVLAK (SCO- I of SCO- II), niet splijtbaar of splijtbaar, vrijgesteld RADIOACTIEVE STOFFEN, IN COLLO VAN TYPE A, niet in speciale toestand, niet splijtbaar of splijtbaar, vrijgesteld RADIOACTIEVE STOFFEN, IN COLLO VAN TYPE B(U), niet splijtbaar of splijtbaar, vrijgesteld RADIOACTIEVE STOFFEN, IN COLLO VAN TYPE B(M), niet splijtbaar of splijtbaar, vrijgesteld RADIOACTIEVE STOFFEN, VERVOERD OP GROND VAN EEN SPECIALE REGELING, niet splijtbaar of splijtbaar, vrijgesteld RADIOACTIEVE STOFFEN, URANIUMHEXAFLUORIDE, SPLIJTBAAR RADIOACTIEVE STOFFEN, URANIUMHEXAFLUORIDE, niet splijtbaar of splijtbaar, vrijgesteld RADIOACTIEVE STOFFEN MET GERINGE SPECIFIEKE ACTIVITEIT (LSA- II), niet splijtbaar of splijtbaar, vrijgesteld RADIOACTIEVE STOFFEN MET GERINGE SPECIFIEKE ACTIVITEIT (LSA- III), niet splijtbaar of splijtbaar, vrijgesteld RADIOACTIEVE STOFFEN IN COLLO VAN TYPE C, niet splijtbaar of splijtbaar, vrijgesteld RADIOACTIEVE STOFFEN MET GERINGE SPECIFIEKE ACTIVITEIT (LSA- II), SPLIJTBAAR RADIOACTIEVE STOFFEN MET GERINGE SPECIFIEKE ACTIVITEIT (LSA- III), SPLIJTBAAR RADIOACTIEVE STOFFEN MET BESMETTING AAN HET OPPERVLAK (SCO- 1 of SCO- II), SPLIJTBAAR RADIOACTIEVE STOFFEN IN COLLO VAN TYPE A, SPLIJTBAAR, niet in speciale toestand RADIOACTIEVE STOFFEN IN COLLO VAN TYPE B (U), SPLIJTBAAR RADIOACTIEVE STOFFEN IN COLLO VAN TYPE B (M), SPLIJTBAAR RADIOACTIEVE STOFFEN IN COLLO VAN TYPE C, SPLIJTBAAR RADIOACTIEVE STOFFEN, VERVOERD OP GROND VAN EEN SPECIALE REGELING, SPLIJTBAAR RADIOACTIEVE STOFFEN IN COLLO VAN TYPE A, IN SPECIALE TOESTAND, niet splijtbaar of splijtbaar, vrijgesteld RADIOACTIEVE STOFFEN IN COLLO VAN TYPE A, IN SPECIALE TOESTAND, SPLIJTBAAR


III-41

6.3.5. Schriftelijke instructies voor de chauffeur Om de gevolgen van een ongeval of incident te beperken heeft de bestuurder schriftelijke instructies ontvangen. Deze instructies moeten zodanig in de bestuurderscabine worden bewaard, dat zij gemakkelijk herkenbaar zijn. De instructies bevatten de volgende informatie: AARD VAN HET GEVAAR • Hoofdgevaar. • Bijkomende gevaren met inbegrip van mogelijke effecten op langere termijn en gevaren voor het milieu. • Gedrag bij brand of verwarming (ontleding, explosie, ontwikkeling van giftige dampen, enz.); • Indien van toepassing moet hier worden vermeld dat de vervoerde goederen op gevaarlijke wijze met water reageren. PERSOONLIJKE BESCHERMING • Vermelding van de persoonlijke bescherming, bestemd voor de bestuurder, in overeenstemming met de ADR voorschriften. DE DOOR DE BESTUURDER TE NEMEN ALGEMENE MAATREGELENBIJ EEN ONGEVAL OF NOODGEVAL Vermelding van de volgende instructies: • Zet de motor af. • Geen onbeschermde lichtbronnen. Niet roken. • Markeer de weg en waarschuw andere weggebruikers of voorbijgangers. • Informeer het publiek over het gevaar en geef het advies boven de wind te blijven. • Stel politie en brandweer zo snel mogelijk in kennis. DOOR DE BESTUURDER TE NEMEN AANVULLENDE EN/OF BIJZONDERE MAATREGELEN Naast passende instructies moet ook een lijst zijn opgenomen met de noodzakelijke uitrusting voor het nemen van maatregelen door de bestuurder (bijv. schop, verzamelvat, enz.). Er wordt rekening gehouden met het gegeven dat bestuurders opgeleid zijn om bij geringe lekkages of mors aanvullende maatregelen te nemen om erger te voorkomen, op voorwaarde dat dit zonder persoonlijk risico kan worden gedaan. Verder wordt er rekening mee gehouden dat een bijzondere, door de afzender aanbevolen maatregel een bijzondere opleiding van de bestuurder vereist. BRAND Informatie voor de bestuurder in geval van brand: Bestuurders dienen tijdens de opleiding te worden geïnstrueerd in het omgaan met kleine voertuigbranden. Zij mogen niet trachten iets te doen aan een brand waarbij de lading betrokken is. EERSTE HULP Informatie voor de bestuurder in geval van contact met het (de) vervoerde goed(eren). EVENTUELE AANVULLENDE INFORMATIE Wat verder van toepassing is.

III-42

7.


Blootstelling aan straling bij een ernstig reactorongeval

Bij een (dreigend) ongeval met een categorie-A object ontstaat er zowel radiologisch als bestuurlijk een uiterst complexe situatie. De bestrijding van een grootschalig nucleair ongeval vereist daarom een andere aanpak en deskundigheid dan bij incidenten met categorie-B objecten vereist is. In het Nationaal Plan Kernongevallenbestrijding is de gecoördineerde inzet van de vele betrokken diensten en organisaties, op alle bestuurlijke niveaus, op hoofdlijnen beschreven. In de periode 2000-2004 is het NPK opnieuw tegen het licht gehouden, en op onderdelen bijgesteld. Deze nieuwe inzichten, die ook betrekking hebben op de taken van de Brandweer bij de kernongevallenbestrijding, zijn onder meer verwerkt in de recente Leidraad Kernongevallenbestrijding. In dit hoofdstuk zijn de recente inzichten met name verwerkt in sectie 7.4. A-objecten zijn: • in werking zijnde (binnenlandse of buitenlandse) kerncentrales; • onderzoeksreactoren; • schepen en ruimtevaartuigen die gebruik maken van kernenergie; • nucleair defensiemateriaal, met name kernwapens28 Dit hoofdstuk bespreekt de (mogelijke) radiologische gevolgen van een ongeval met een kernreactor, en licht toe hoe de taken van de brandweerorganisatie en andere lokale hulpverleningsorganisaties in de repressiefase van een kernongeval passen in het grotere geheel. Andere scenario’s met mogelijk ernstige radiologische gevolgen worden behandeld in Hoofdstuk 8.

7.1. Ongevalsscenario en bronterm Bij een reactorongeval gaat het in bijna alle gevallen om (een combinatie van) technisch of menselijk falen dat leidt tot beschadiging van splijtstofmateriaal als gevolg van onvoldoende koeling. Tijdens regulier bedrijf zijn er in het reactorvat vele honderden verschillende radionucliden gevormd, die als gevolg van lokale oververhitting ten dele kunnen ontsnappen. Echter, voordat er radionucliden naar het milieu kunnen ontsnappen moeten er binnen de installatie nog vele barrières genomen worden. Dit gehele proces is zo complex dat het zelfs voor reactordeskundigen erg moeilijk is om het emissieverloop van een specifiek ongeval precies te voorspellen. Om toch inzicht te krijgen in de meest waarschijnlijke gevolgen van een mankement in het systeem zijn er voor veel kerncentrales probabilistische veiligheidsstudies uitgevoerd. Zo ook voor de kerncentrale te Borsselle. Het resultaat van zo’n studie is een set van mogelijke ongevalsscenario’s, en de kans dat zo’n scenario ook daadwerkelijk plaatsvindt. Elk scenario leidt tot een zekere bronterm. Een bronterm legt onder meer de volgende zaken vast: • welke fractie van de aanwezige radionucliden ontsnapt er; • hoeveel tijd verloopt er tussen het aanvankelijke falen en de emissie van radioactiviteit naar het milieu; • hoelang duurt de emissie; • op welke hoogte vindt de emissie plaats en wat is de warmte-inhoud. Als een werkelijk ongeval veel overeenkomsten vertoont met een doorgerekend scenario van een veiligheidsstudie – en dat zou het geval moeten zijn, want die veiligheidsstudies zijn gemaakt om een compleet beeld op te leveren van mogelijk falen – dan geeft dat een goede indicatie van de te verwachten bronterm. Tijdens een ongeval wordt specifieke informatie over de (te verwachten) bronterm aangeleverd door de eigenaar van de inrichting en/of de Kernfysische Dienst van de VROM Inspectie. In een reactorvat zitten zowel edelgassen als stoffen met extreem hoge smelt- en kookpunten, en alles daartussen.. De vluchtigheid van radionucliden in de kerninventaris is dus zeer verschillend. In zijn algemeenheid geldt dat stoffen met de grootste vluchtigheid het gemakkelijkst vrijkomen, en dat de vrijkomende fractie minder vluchtige stoffen oploopt naarmate de temperatuur van het splijtstofmateriaal (lokaal) verder oploopt. De radionucliden worden daarom op basis van vluchtigheid ingedeeld in groepen. Voor een zeker ongevalsscenario kan dan per nuclidengroep de lozingsfractie geschat worden. Om de totale emissie aan radioactiviteit te berekenen dient men voor ieder radionuclide deze fractie te vermenigvuldigen met de hoeveelheid radioactiviteit die in de kern aanwezig is. Tenslotte moet rekening gehouden worden met verval en ingroei van dochterproducten en de invloed van een reeks aan veiligheidsvoorzieningen.

28

Daarbij wordt aangenomen dat die, bijvoorbeeld door brand, wel beschadigd kunnen raken, maar niet tot nucleaire explosie komen.


III-43

Om een idee te geven wat dit in een concreet geval kan betekenen is in Tabel 7.1 per nuclidengroep de lozingsfractie weergegeven voor drie situaties: 1. 2. 3. 4.

het kernongeval in de Amerikaanse reactor op Three Mile Island, in 1979 (TMI); het kernongeval in de Russische reactor te Tsjernobyl, in 1986; de PWR-5 bronterm; de STC-CON1 bronterm;.

De PWR-5 bronterm (zie kader) is een bronterm uit de veiligheidsstudie WASH 1400. PWR-5 is lange tijd door de Nederlandse overheid gebruikt als maatgevend scenario voor mogelijke kernongevallen op of nabij Nederlands grondgebied. Vanaf 2008 wordt uitgegaan van de STC-CON1 bronterm. Deze is gebaseerd op de meest recente veiligheidsstudies van de kerncentrale Borssele en houdt rekening met de uitbreidingen van de veiligheidssystemen die in de loop der jaren bij de kerncentrale zijn uitgevoerd. Merk op dat het TMI-ongeval t.o.v. PWR-5 en STC-CON1 tamelijk onbeduidend was, maar dat Tsjernobyl veel ernstiger uitpakte. Dat was grotendeels te wijten aan het Russische ontwerp, waarbij grafiet als moderator29 werd gebruikt. Toen dat eenmaal brandde was de emissie van radioactiviteit niet meer te stoppen.

Brontermen De STC-CON1 en PWR-5 bronterm gelden voor zogenaamde Pressurised Water Reactors. Dit type kerncentrale, waarbij het koelwater in het reactorvat onder hoge druk gehouden wordt, wordt in het westen het meest toegepast. Ook de kerncentrales van Borssele (1 reactor, 512 MW) en het nabijgelegen Doel (4 reactoren, waarvan 2 van 400 en 2 van 1000 MW) en Emsland (1 reactor, 1400 MW) zijn van dit type. De STC-CON1 bronterm gaat uit van een tijdsverloop van 24 uur tussen de start van het ongeval en het moment dat er radioactiviteit naar het milieu geloosd wordt (PWR-5: 2 uur). Die emissie duurt dan 4 uur. De lozingsfractie per nuclidengroep is dan zoals aangegeven in Tabel 7.1. De lozingshoogte is op grondniveau. Naast STC-CON1 en PWR-5 bestaan er ook nog vele andere PWR brontermen, zoals PWR-1 en PWR-9, maar de Nederlandse Overheid heeft STC-CON1 als maatramp gekozen. Tabel 7.1 Emissiefractie per radionuclidengroep voor twee ongevallen30 en twee maatrampscenarios. Radionuclidengroep TMI Tsjernobyl PWR-5 STC-CON1 edelgas: Kr, Xe 0,09 1,0 0,3 0,75 Jodium: I 0,000001 0,5-0,6 0,03 0,01 Cesium: Cs, Rb 0,2-0,4 0,009 0,007 Antimoon: Sb 0,25-0,6 0,005 0,01 Telluur: Te 0,25-0,6 0,005 0,005 Molybdeen: Mo, Ru, Rh, Tc,… > 0,035 0,0006 0,001 Barium: Ba 0,04-0,06 0,001 0,001 Strontium: Sr 0,04-0,06 0,001 0,0001 Lanthaan: La, Am, Cm, Eu, Zr, Y,... 0,035 0,00007 0,0001 Cerium: Ce 0,035 0,00007 0,0001 Uraan: U, Pu, Np 0,035 0,00007 0,00001

7.2. Emissie en blootstelling In de vorige sectie is in grote lijnen beschreven hoe een ongeval in een kerninstallatie kan leiden tot een emissie van radioactieve stoffen naar het milieu. Vervolgens is het van belang om in te schatten wat dat voor consequenties heeft voor de stralingsdosis voor de bevolking. Als dat bekend is kunnen passende maatregelen

29

In het reactorvat van een kerncentrale zit een zogenaamde ‘moderator’ die de nieuw gevormde neutronen zodanig afremt dat het proces van kernslijting geoptimaliseerd wordt. In westerse centrales van het PWR-type wordt hiervoor het koelwater gebruikt. 30 Een voorlopige schatting van de lozing van de ramp met de kerncentrale van Fukushima is dat de lozingshoeveelheid van 131I 1-40% was van die bij Tsjernobyl. Voor 137Cs wordt aangenomen dat er 10-20% is vrijgekomen van de hoeveelheid die bij Tsjernobyl vrijkwam.

III-44


genomen worden. In deze sectie worden de belangrijkste blootstellingspaden toegelicht. De volgende sectie behandelt de mogelijke maatregelen. Tussen emissie en uiteindelijk ontvangen dosis zitten nog vele processen die behoorlijk ingewikkeld kunnen zijn, zeker als het gaat om verspreiding van radioactiviteit over een zeer groot gebied (denk daarbij bijvoorbeeld aan Tsjernobyl en Fukushima). Die processen (met tussen haakjes belangrijke parameters) zijn als volgt op te delen: • Pluimstijging (lozingshoogte, warmte-inhoud bron); • Horizontaal en verticaal transport in de lucht (meteorologische gegevens); • Depositie (fysische/chemische eigenschappen deeltjes, oppervlakteruwheid terrein, mate van regenval); Heel belangrijk is het verschil tussen droge en natte depositie. Tijdens (hevige) regenval kan de depositie van radioactiviteit een factor 10-100 hoger zijn dan onder droge omstandigheden. Zeker bij buiige regen tijdens het overtrekken van de wolk kan dat leiden tot ‘hot spots’ in het depositiepatroon. Het resultaat is een in de tijd veranderende besmetting van lucht en omgeving. Deze besmetting leidt vervolgens via directe (d.w.z. direct op de mens betrekking hebbende) en indirecte blootstellingspaden tot een stralingsdosis. Daarbij zijn allerlei factoren van belang, te onderscheiden in: • Omgevingsfactoren (stad versus platteland, afspoeling); • Gedragsfactoren (verblijftijd binnen/buitenshuis, eventueel adembescherming); • Elementen in de voedselketen (seizoensinvloeden m.b.t. de productie van landbouwproducten, handels- en consumptiepatronen etc.). Figuur 7.1 geeft een ‘artist’s impression’ van deze processen. In Figuur 7.2 zijn dezelfde processen schematisch weergegeven, en zijn de belangrijkste (potentiële) blootstellingspaden herkenbaar. Deze zijn: • Inwendige besmetting door inhalatie van radioactieve deeltjes; • Externe bestraling vanuit de wolk; • Externe bestraling vanuit de omgeving (na depositie); • Externe bestraling als gevolg van uitwendige besmetting (direct of via aanraking); • Inwendige besmetting door inname van besmet voedsel en drinkwater.

Figuur 7.1 ‘Artist’s impression’ van de verspreiding van radioactiviteit na een ernstig kernongeval. Een extra complicerende factor bij de doorrekening van al deze processen is dat rekening gehouden dient te worden met radioactief verval en ingroei van dochterproducten. Dat is voor elk radionuclide anders. Om die reden wordt vaak een selectie van belangrijke radionucliden gemaakt, die samen het grootste deel van de stralingsbelasting voor hun rekening nemen. Het inschatten van de stralingsbelasting na een ernstig kernongeval is dus uiterst lastig, temeer omdat de benodigde informatie in de chaos van de situatie maar moeizaam verzameld zal kunnen worden.


III-45

Indien bij het ongeval de oververhitting van het splijtstofmateriaal beperkt blijft komen er vrijwel uitsluitend edelgassen vrij. Er is dan maar één relevant blootstellingspad, namelijk externe bestraling vanuit de wolk. Dat was in 1979 het geval bij Three Mile Island. De hoogst ontvangen stralingsdosis was toen naar schatting 0,4 mSv. Merk op dat de standaard handmeetapparatuur van de Brandweer (Automess 6150 AD-1) in zo’n geval een juiste indicatie geeft van de te ontvangen effectieve stralingsdosis. Als het ongeval ernstiger is en er ook minder vluchtige radionucliden vrijkomen, dan wordt de zaak al snel erg complex. Met ingewikkelde rekenprogramma’s is het mogelijk om de gevolgen van specifieke ongevalsscenario’s door te rekenen. Op die manier is inzicht verkregen in het relatieve belang van belastingspaden en de zin van eventueel te nemen maatregelen. BRON

EMISSIE

DISPERSIE

BESMETTING

Reactor ongeval

Luchtlozing

Verspreiding in lucht

Luchtactiviteit

Inwendige besmetting door inhalatie

resuspensie

Externe bestraling vanuit de wolk

Besmetting bodem en omgeving

Externe bestraling vanuit de omgeving

nat en droog

BLOOTSTELLING

GEDRAGSFACTOREN

Invloed verblijfsfactoren en persoonlijke bescherming

aanraking

Externe bestraling door uitwendige besmetting

DOSIS

Directe maatregelen: - evacuatie - schuilen - iodium-profylaxe

DIRECTE MAATREGELEN

Besmetting kleding en voorwerpen Depositie

MAATREGELEN

Invloed gedragsfactoren

Decontaminatie van: - mensen - kleding - voertuigen - gezelschapsdieren

Stralingsdosis mens

Uitwendige besmetting huid

ONTSMETTINGSMAATREGELEN

Besmetting gewassen Inwendige besmetting door ingestie

Invloed consumptie factoren

Indirecte maatregelen: - sluiten kassen - koeien op stal - oogstverbod - etc.

Inwendige besmetting dieren

INDIRECTE MAATREGELEN (m.n. de VOEDSELKETEN)

Figuur 7.2 Schematisch overzicht van belastingspaden na een ernstig kernongeval. De lijnen die (potentieel) het meest bijdragen aan de stralingsdosis zijn vet weergegeven. De stippellijntjes geven aan in welk domein de maatregelen kunnen ingrijpen. Wanneer we GEEN rekening houden met dosisreducerende maatregelen kunnen we voor een STC-CON1 achtig scenario onder meer het volgende concluderen: • In de eerste dagen van de ramp is inhalatie veruit het dominante belastingspad; • 131I en andere jodiumisotopen spelen daarbij een heel belangrijke rol, temeer omdat met name bij kinderen jodium effectief door de schildklier wordt opgenomen; • Externe bestraling (vanuit wolk en omgeving) is verantwoordelijk voor het resterende deel. Dit betekent dat de meetwaarden die door de handmeetapparatuur van de Brandweer worden weergegeven in dit geval geen goede indicatie zijn van de totaal ontvangen effectieve stralingsdosis. Er is een extra vertaalslag nodig van de meting naar effectieve dosis, zie hiervoor 7.5.3; • Op de langere termijn blijkt het invangen van radioactiviteit door bladgroente het belangrijkst te zijn. Daarna komt externe bestraling vanuit de omgeving. Ook de besmetting van melk levert een niet te verwaarlozen bijdrage aan de stralingsdosis. Nogmaals, hierbij is aangenomen dat er geen maatregelen getroffen zijn. Bovendien is verondersteld dat het ongeval in het groeiseizoen plaatsvindt. • Over de lange termijn gemeten is de dosis ten gevolge van 131I, 134Cs en 137Cs/137mBa dominant. Van deze drie levert 131I zijn dosis in de eerste dagen na de ramp, de Cs-isotopen daarentegen pas geleidelijk over vele (tientallen) jaren. • In de eerste dagen na de ramp zijn er naast 131I nog vele andere radionucliden(reeksen) belangrijk, zoals 132 Te/132I, 106Ru/106Rh, 144Ce/144Pr, 103Ru, 140Ba/140La en de edelgassen 88Kr/88Rb, 133Xe en 135Xe (zie Hoofdstuk 9).

III-46


7.3. Beschermende maatregelen bevolking Bij een ernstig reactorongeval kunnen leden van de bevolking stralingsdoses oplopen die vele malen hoger zijn dan bij een ongeval met een B-object. Het is daarom zaak om op het juiste moment adequate maatregelen te treffen om de op te lopen dosis zo veel mogelijk te reduceren. Maatregelen zijn – conform figuur 7.2 – in te delen in drie groepen: • Directe maatregelen • Maatregelen inzake ontsmetting • Indirecte maatregelen

7.3.1. Directe maatregelen Directe maatregelen grijpen in op blootstellingspaden waarbij de mens als gevolg van de ongevalslozing op directe wijze31 wordt blootgesteld aan radioactiviteit of straling. Deze directe blootstellingspaden zijn inhalatie van radioactieve deeltjes en externe bestraling vanuit wolk en omgeving. De mogelijke maatregelen zijn evacuatie, schuilen en jodiumprofylaxe. Een belangrijk uitgangspunt bij stralingsbescherming is dat deterministische effecten te allen tijde vermeden dienen te worden. Verder geldt bij interventies, zoals reeds toegelicht in Hoofdstuk 4, dat de zwaarte van eventueel te nemen maatregelen in evenwicht moet zijn met de daarmee te vermijden stralingsdosis. Voor de drie directe maatregelen zijn daarom interventieniveaus bepaald die aan deze uitgangspunten recht doen. Als wordt (verwacht dat) een interventieniveau wordt overschreden, dan moet de bijbehorende maatregel worden genomen. • Evacuatie In het NPK wordt onderscheid gemaakt tussen: • Onmiddellijke (of preventieve) evacuatie • Vroege evacuatie (of evacuatie voor of na pluimpassage) • Niet urgente (of late) evacuatie In diverse notities en rapporten zijn de criteria en maatregelen m.b.t. evacuatie nader uitgewerkt. Evacuatie levert uiteraard het meeste op als mensen uit het gebied verwijderd zijn voordat de radioactieve wolk arriveert. Dit heet onmiddellijke (of preventieve) evacuatie. Zo’n maatregel wordt uitgevoerd op basis van verwachtingen. De primaire doelgroep is de groep mensen van wie verwacht wordt dat zij in de eerste 48 uur van het ongeval een effectieve dosis op kunnen lopen hoger dan 1000 mSv32. Doel is dus het vermijden van deterministische effecten, en het beperken van de kans op stochastische effecten. Voor onmiddellijke evacuatie staat een paar uur ter beschikking. Overigens is de kans op overschrijding van de 1000 mSv limiet buiten de grenzen van de inrichting uiterst gering. Voor de vroege evacuatie, die plaatsvindt nadat (of zelfs voor) de radioactieve wolk is overgetrokken, dus op de eerste dag van het ongeval, is het interventieniveau 200 mSv effectieve dosis in de eerste 48 uur Dit geeft het bevoegd gezag meer mogelijkheden om plaatselijke omstandigheden en de haalbaarheid van de uitvoering in het besluitvormingsproces mee te wegen. Vermeden moet worden dat evacuatie plaatsvindt tijdens het overtrekken van de wolk. Het is dan beter om te schuilen en tevens jodiumprofylaxe toe te dienen (zie hieronder). In het geval van vroege evacuatie bestaat – na het overtrekken van de wolk – de noodzaak om mensen, dieren en goederen te controleren op besmetting, en zonodig ontsmettingsmaatregelen te nemen (zie sectie 7.3.2). Voor de zogenaamde niet urgente (of late) evacuatie geldt een veel lager traject van interventieniveaus van 50 tot 250 mSv (effectieve dosis), op te lopen (lees: door evacuatie te vermijden) in het eerste jaar. Een eventuele niet urgente evacuatie zal uitgevoerd worden in de eerste twee weken na het ongeval. Naast deze door het bevoegd gezag verordonneerde vormen van evacuatie kan er ook sprake zijn van spontane evacuatie: mensen besluiten zelf massaal om uit het gebied te vertrekken. Om conflictsituaties en verkeerscongestie tegen te gaan is het dan van belang om deze stroom mensen goed te begeleiden. Speciaal aandachtspunt is het managen van dit proces als tijdens het overtrekken van de wolk de combinatie schuilen en jodiumprofylaxe het betere alternatief vormt. 31

‘Direct’ heeft dus niet, zoals vaak gedacht wordt, de betekenis van ‘meteen’, maar van ‘rechtstreeks’. Het NPK noemt ook nog limieten voor diverse orgaandoses, te weten 5000 mSv voor de schildklier, 1000 mSv voor het rode beenmerg, 3000 mSv voor de huid en 4000 mSv voor de longen. 34 Bij de berekening van de schildklierdosis wordt verondersteld dat er ook wordt geschuild. 32


III-47

• Schuilen Bij een kernongeval biedt verblijf in gebouwen een zekere mate van bescherming, zowel tegen externe bestraling vanuit wolk en omgeving als tegen het inademen van radioactief besmette lucht. Hoe hoog deze bescherming precies is hangt van vele factoren af. Bij het overtrekken van een radioactieve wolk zal de lucht in een woning met gesloten ramen en deuren in eerste instantie beduidend minder radioactief zijn dan de buitenlucht, maar dit wordt gaandeweg minder. Hoe snel de radioactiviteit binnendringt hangt vooral af van het ventilatievoud van de woning. Ook maakt het verschil in welke inpandige ruimte men zich bevindt. Uit modelberekeningen valt af te leiden dat de maatregel schuilen gedurende een urenlange passage van een radioactieve wolk gemiddeld genomen tot zo’n 50% reductie van de inhalatiedosis leidt. Langer schuilen dan een uur of zes is niet zinvol. Na het overtrekken van de radioactieve wolk is het juist van belang om ramen en deuren weer zo snel mogelijk te openen, om zo de besmette lucht snel uit de woning te verdrijven. Bouwmaterialen zoals beton, bakstenen en dakpannen schermen γ-straling in meer of mindere mate af. Hoe groot de reductie is hangt af van de constructie van de woning (houtskeletbouw versus betonbouw, flats versus eengezinswoningen), de plaats waar men zich bevindt en de richting van waaruit de straling komt. Voor straling vanuit een overtrekkende wolk worden afschermingsfactoren berekend tussen 30 en 70%. De afscherming van bebouwing tegen straling van neergeslagen radioactieve deeltjes is vanwege het richtingseffect (straling van op de grond gedeponeerde deeltjes in een bijna horizontaal vlak komt meer obstakels tegen) effectiever. Merk op dat bebouwing ook buitenshuis een zekere afscherming biedt. Een buitenmeting in een bebouwde omgeving zal daarom ten opzichte van een vrije-veld meting lager uitvallen. Samenvattend levert schuilen (tot maximaal 6 uur) gemiddeld een dosisreductie op van ca. 50%. Deze vuistregel geldt zowel voor de inhalatie- als de externe bestralingscomponent. Voor individuele gevallen zullen echter afwijkende waardes gelden. Ook voor schuilen kent het NPK een interventieniveau, met een waarde 10 mSv effectieve dosis in de eerste 48 uur. Merk tenslotte op dat schuilen van alle directe maatregelen het gemakkelijkst uitvoerbaar is. • Jodium-profylaxe Bij een ernstig ongeval met een in werking zijnde kernreactor komen radioactieve jodiumisotopen vrij. De belangrijkste isotoop is 131I, met een halfwaardetijd van ca. 8 dagen. Jodium wordt met name bij kinderen effectief door de schildklier opgenomen. Een zo opgelopen schildklierdosis kan op termijn leiden tot extra gevallen van schildklierkanker. In de jaren na Tsjernobyl is bij kinderen daadwerkelijk een verhoging van de schildklierkankerincidentie aangetoond. De schildklierdosis kan vrijwel geheel vermeden worden door het tijdig innemen van stabiel jodium. De orale toediening van stabiel jodium, in de vorm van een kaliumjodaat- of kaliumjodidetablet, noemt men jodiumprofylaxe. Uiteraard heeft het de voorkeur om jodium-profylaxe toe te passen voordat de radioactieve wolk arriveert. Echter, zelfs 6 uur na het begin van de inhalatie van de radioactief besmette lucht levert jodiumprofylaxe nog een dosisreductie van ruim 60%. Bij een gelijke luchtconcentratie lopen kinderen beneden 5 jaar het hoogste risico, gevolgd door de leeftijdsgroep t/m 16 jaar. Boven de leeftijd van 40 jaar is het ontstaan van schildklierkanker als gevolg van inhalatie van radioactief jodium nooit aangetoond. Jodium-profylaxe is dus het belangrijkst voor (kleine) kinderen. Jodium-profylaxe kan soms leiden tot bijverschijnselen zoals huidirritatie en maagdarmklachten. Heel sporadisch kan er een ernstige allergische reactie optreden. Het vastgestelde NPK interventieniveau voor jodium-profylaxe34 is voor kinderen (t/m 18 jaar) een schildklierdosis opgelopen in 48 h van 100 mSv. Voor volwassenen is dat 1000 mSv36. Jodiumprofylaxe voor mensen ouder dan 45 jaar wordt ontraden, omdat voor hen de nadelen mogelijk groter zijn dan de voordelen. Bij een STC-CON1 ongeval in Borssele kan het interventieniveau voor kinderen overschreden worden tot een afstand – met de wind mee – van ca. 10 km. Bij STC-CON1 ongevallen in Doel (B) en Emsland (D) kunnen overschrijdingen gevonden worden in gebieden tot tientallen km vanaf de grens. 36

De Nederlandse interventieniveaus voor jodiumprofylaxe zijn hoger dan in Duitsland en België.

III-48


7.3.2. Decontaminatie Bij een ernstig kernongeval zal er sprake zijn van besmetting van mensen en goederen. Dat geldt met name voor mensen die na (of tijdens) het overtrekken van de wolk geëvacueerd worden. Bij de opvangplaats zal er dus een besmettingscontrole plaats moeten vinden, en zonodig moeten er ontsmettingsmaatregelen genomen worden. • Ontsmetting leden van de bevolking Als basiscriterium voor besmetting van personen na een reactorongeval worden twee niveaus genoemd voor de huiddosis37, te weten 50 (LAAG) en 500 (HOOG) mSv in 24 uur. Onder het laagste niveau kan de besmetting onder de gegeven omstandigheden als minder significant worden bestempeld en kunnen de mensen zichzelf ontsmetten (douchen, haren wassen). Bij een besmetting boven het laagste niveau wordt de ontsmetting door de brandweer uitgevoerd. Bij een besmetting boven het hoogste niveau (zware besmetting) geldt als richtlijn dat na ontsmetting door de brandweer, medische controle nodig is. Als na een aantal ontsmettingsrondes de besmetting HOOG blijft, dient voor medische opvang gezorgd te worden. Er kunnen dan immers deterministische effecten ontstaan. Blijft de restbesmetting middelmatig (tussen LAAG en HOOG) dan is deze in ieder geval niet meer afwrijfbaar. Een huiddosis wordt met name veroorzaakt door β-straling, en in mindere mate door γ-straling. Zoals verderop blijkt uit Tabel 9.1 veroorzaken β- en γ-stralers een huiddosistempo van maximaal 7 x 10-4 mSv/s per kBq/cm2 besmetting. Voor een huiddosis van 50 mSv in 24 uur volgt hieruit een (veilige) afgeleide norm van 0,8 kBq/cm2 β/γ-besmetting. De afgeleide besmettingsnorm voor een huiddosis van 500 mSv in 24 uur is dus 8 kBq/cm2. Voor een STC-CON1 ongeval leidt toepassing van deze afgeleide norm tot een veilige (over)schatting van de huiddosis. Merk op dat deze besmettingsniveaus ordes van grootte hoger zijn dan de stralingshygiënische drempelniveaus die onder normale omstandigheden als grenswaarde gehanteerd worden! (zie Tabel 6.2). Voor het meten van oppervlaktebesmettingen in deze orde van grootte staat de Automess 6150 met sonde AD-17 ter beschikking. Deze sonde geeft een teltempo af in [s-1]. Indien zonder beschermkap op ongeveer een centimeter afstand van de huid gemeten wordt, dan levert een 131I oppervlaktebesmetting van 1 kBq/cm2 een telsnelheid van ongeveer 1000 s-1. Voor andere β-stralers kan dat (in twee richtingen) een factor 2 schelen. Uiteindelijk leidt de norm voor de huiddosis dus tot een lage resp. hoge grenswaarde voor het teltempo van 500 resp. 5000 s-1. Hierbij is in de veilige richting afgerond. Bij het meten in besmet gebied kan een achtergrondcorrectie noodzakelijk zijn. De Brandweer beschikt in zeer beperkte mate over sondes van het type AD-k. Deze sonde levert bij een 131I oppervlaktebesmetting van 1 kBq/cm2 een teltempo van ongeveer 16.000 s-1. Het maximale teltempo dat deze sonde kan registreren (20.000 s-1) ligt daar vlak boven. Besmettingen in relatie tot de hoge huiddosislimiet van 500 mSv in 24 uur zijn met de AD-k dus niet vast te stellen. Het lage niveau (voor de AD-k 8000 s-1) kan nog wel bepaald worden. De AD-k kan dus desgewenst ingezet worden om de resultaten van ontsmetting te toetsen (‘ontslagcriterium’). Bij gebrek aan voldoende AD-17 sondes kan voor de eerste screening in noodgevallen gebruik gemaakt worden van de AD-1 (interne sonde). In dat geval dient het dosistempo op circa 1 meter afstand gemeten te worden. De lage resp. hoge limietwaarde bedraagt dan 20 resp. 200 µSv/h (zonodig corrigeren voor achtergrondwaarde). Door de korte dracht van α-straling leidt een oppervlaktebesmetting van α-stralers niet tot een huiddosis van enige betekenis. Afwrijfbare besmetting van huid en kleding kan echter leiden tot inwendige besmetting. In dat geval zijn α-stralers wel degelijk van belang. Dat geldt met name bij ongevallen met defensiemateriaal, waarbij 239 Pu kan vrijkomen. In dat geval is het noodzakelijk om bij besmettingscontroles ook naar α-straling te kijken. In een studie van ECN wordt, uitgaande van een maximaal toelaatbare longdosis van 1000 mSv in 24 uur, een bovengrenswaarde berekend van 12 kBq/cm2 [ECN92a,b]. Voor de Automess 6150 AD-17 komt dat overeen met een teltempo (in de α-stand, op 2 mm afstand) van ca. 8000 s-1. De benedengrens kan dan analoog aan de conventie voor β/γ-besmetting een factor 10 lager gekozen worden. Metingen van α-besmetting komen vanwege de noodzakelijk korte meetafstand kritischer, en in de hectiek van de situatie kunnen er mogelijk pulsen gemist worden. Daarom wordt voorgesteld om ook hier veilige operationele onder- en bovengrenswaarden voor het teltempo aan te houden van 500 resp. 5000 s-1.

37

In het verleden zijn ook criteria geformuleerd voor de effectieve dosis, maar in alle gevallen blijkt de huiddosis restrictief te zijn.


III-49

• Ontsmetting van voertuigen en voorwerpen Ook voor voertuigen, kleding en voorwerpen moeten in een crisissituatie besluiten genomen worden t.a.v. vrijgave, ontsmetting, tijdelijke opslag of permanente inbeslagname resp. afvoer. Het is dus wenselijk om over operationele richtlijnen te beschikken. Het NPK noemt echter geen basiscriteria. Wel is in de eerder genoemde ECN-studie voor een variëteit aan blootstellingspaden het verband gelegd tussen oppervlaktebesmetting (bijv. van kleding of voertuigen) en de daaruit volgende dosis [ECN92a,b]. In vrijwel alle gevallen is inhalatie, vanwege resuspensie van radioactieve deeltjes, het dominante blootstellingspad. Zo wordt voor voertuigen met een besmetting van 1 kBq/cm2 aan binnen- en buitenzijde (PWR-5 nuclidenmengsel) een effectieve 24-uursdosis van bijna 10 mSv berekend, waarvan 90% op het conto komt van inhalatie. Speciale aandacht geldt het luchtfilter, dat de radioactieve deeltjes effectief verzamelt. Luchtfilters gelden al snel als radioactief afval, en zullen voor eventuele vrijgave van het voertuig altijd vervangen moeten worden. Een andere voor de hand liggende actie is het uitwendig schoonspuiten van voertuigen, met speciale aandacht voor wielkasten en banden. Aanbevolen wordt om dit punt zowel beleidsmatig als operationeel nader uit te werken. • Interventieniveaus In tabel 7.2 zijn de voor de lokale hulpverlening belangrijkste NPK interventieniveaus samengevat. Aangezien de grootheden waarin de interventieniveaus zijn uitgedrukt niet kunnen worden gemeten is een vertaling nodig van het met de Automess gemeten stralingsniveau naar de interventieniveaus. Deze vertaling is afhankelijk van het soort ongeval, en zal tijdens het ongeval snel door het RIVM worden bepaald en verstrekt. Tabel 7.2 Overzicht van de belangrijkste NPK interventieniveaus voor lokale hulpverlening [NPK11] Maatregel

Waarde

Grootheid

Onmiddellijke evacuatie

1000 mSv

Effectieve dosis 48 uur

Vroege evacuatie

200 mSv


Schuilen

10 mSv


I-profylaxe kinderen

100 mSv

Schildklierdosis 48 uur

Ook schuilen, leeftijd tot 18 jaar

I-profylaxe volw.

1000 mSv

Schildklierdosis 48 uur

Ook schuilen, geen profylaxe boven 45 jaar

β/γ-besmetting

α-besmetting

50-500 mSv

Huiddosis 24 uur

Basiscriterium

0,8- 8 kBq/cm2

β/γ-besmetting

Afgeleide besmettingsnorm

500- 5000 1) s-1

Teltempo limiet

AD-17 (zonder kap, 1cm)

20-200 µSv/h

Dosistempo limiet

AD-1 (meetafstand 1m)

1000 mSv

Longdosis 48 uur

Tentatief basiscriterium

2

1)

Opmerking

12 kBq/cm

α-besmetting

Afgeleide besmettingsnorm

5000 s-1

Teltempo limiet

AD-17 (zonder kap, 2mm)

Voor de sonde AD-k geldt een lage grenswaarde van 8000 cps, de hoge grenswaarde valt buiten het meetbereik.

7.3.3. Indirecte maatregelen Bij indirecte maatregelen gaat het om interventies ergens in de voedselketen of in een ander blootstellingspad waarbij de mens op indirecte wijze als gevolg van het ongeval aan radioactiviteit of straling kan worden blootgesteld. Er bestaat een scala aan indirecte maatregelen. In veel gevallen gaat het om afgeleide interventiewaarden voor voedselproducten zoals melk, babyvoedsel, drinkwater en ‘overige’ producten. Hierop wordt toegezien door instituten als de VWA en het RIKILT. Voor de directe hulpverlening zijn deze maatregelen minder relevant. In andere gevallen grijpen de maatregelen eerder in de voedselketen in, en worden er zones gedefinieerd waar bepaalde verboden gelden. Men spreekt in dit verband vaak over de ‘zone voor landbouwmaatregelen’. Bij de handhaving daarvan zouden lokale hulpverleners betrokken kunnen worden. De belangrijkste voorbeelden zijn ‘graasverbod’ (NPK interventieniveau voor oppervlaktebesmetting met 131I: 5000 Bq/m2) en ‘sluiten van kassen’. Voor de laatstgenoemde maatregel gelden verschillende afgeleide interventieniveaus voor de luchtactiviteit van respectievelijk 131I (1000 Bq/m3), strontium (375 Bq/m3) en α-stralers (40 Bq/m3) en langlevende radionucliden (625 Bq/m3).

III-50


7.4. Taken Brandweer Zoals reeds eerder opgemerkt onderscheidt een kernongeval zich van ‘gewone’ rampen vanwege de complexiteit van het proces, de omvang van het getroffen gebied en de mate van onrust bij de bevolking. Het bijzondere karakter van een kernongeval noopt ook tot een nadere specificatie van Brandweertaken. Bij een radiologisch ongeval met een B-object is de Brandweer zelf op basis van eigen inzichten en middelen in staat om maatregelenzones in te stellen en publiek en hulpverleners te beschermen tegen de gevaren van straling. Bij een ongeval met een A-object vormen de Brandweertaken een onderdeel van een groter geheel. Hieronder zijn de belangrijkste taken van de Brandweer ten tijde van een ongeval met een kernreactor nader beschreven.

7.4.1. Begeleiden van directe maatregelen Een ongeval met een kernreactor heeft doorgaans een aanlooptijd van enkele uren of zelfs dagen. In een dreigende situatie kan de maatregel ‘onmiddellijke evacuatie’ van kracht zijn. De te evacueren zone volgt uit een specifiek rampenbestrijdingsplan of is nader gespecificeerd door deskundigen van de kerncentrale en/of de nationale overheid. De evacuatie wordt uitgevoerd door lokale hulpverleners. Het is noodzakelijk om tijdens het evacuatieproces de stralingssituatie ter plaatse te monitoren. Dit is een taak voor de Brandweer. Indien er tijdens de evacuatie een radioactieve wolk overkomt dient men tijdig jodiumpillen uit te delen of zelfs de evacuatie af te breken, en in plaats daarvan te kiezen voor de combinatie ‘schuilen’ en ‘jodium-profylaxe’. Aannemelijk is dat zo’n situatie tijdig aangekondigd wordt, maar een meting ter plaatse geeft uiteindelijk de meeste zekerheid. Bovendien is een zichtbare validatie noodzakelijk om zowel bij burgers als hulpverleners vertrouwen te kweken in de juistheid van de genomen maatregelen. Zonder vertrouwen zal de procesgang ernstig verstoord raken. De evacuatie dient afgebroken te worden als de stralingsdosis tijdens de evacuatie in vergelijking met schuilen en jodiumprofylaxe beduidend hoger dreigt uit te vallen. Om hier zinvolle besluiten te kunnen nemen dient men het dosistempo ter plaatse te kunnen relateren aan de verwachte effectieve stralingsdosis in 48 uur. Deze relatie is uitgewerkt in sectie 7.5.3.

7.4.2. Validatiemetingen op strategische locaties In de bestrijdingsfase van een kernongeval worden, van klein naar groot, de volgende zones gehanteerd: • Zone die preventief geëvacueerd wordt • Zone waar voor of na het overtrekken van de wolk geëvacueerd wordt • Zone waar de combinatie schuilen en jodiumprofylaxe van kracht is • Zone waar geschuild wordt (zonder jodiumprofylaxe) • Zone waar landbouwmaatregelen genomen worden (ook wel voedselketenzone genoemd) Deze zones worden in de regel vastgesteld op basis van generieke aannames of prognoses, en later op basis van meetgegevens en andere informatie bijgesteld. Met behulp van een groot aantal metingen en aanvullende modelberekeningen kan vastgesteld worden hoe de werkelijke situatie zich verhoudt tot de aanvankelijke veronderstelling. Deze vergelijking is complex en tijdrovend. Op een aantal strategische punten (met name bij grotere bevolkingscentra of op grensgebieden van maatregelenzones) zal het daarom noodzakelijk zijn om de werkelijke situatie op die positie ‘real-time’ te monitoren. Dat is nodig om snel antwoord te kunnen geven op vragen als: • Is het daadwerkelijk nodig om dit bevolkingscentrum te evacueren, of valt de besmetting achteraf gezien mee zodat het interventieniveau voor evacuatie toch niet overschreden wordt? • Wanneer moet met schuilen begonnen worden (ofwel: komt de wolk al over)? • Is de afgekondigde maatregel schuilen adequaat, of is de werkelijke situatie ernstiger of minder ernstig? • In geval van schuilen: is de wolk voorbij en moeten ramen en deuren weer snel open? Beantwoording van deze vragen is noodzakelijk om: • het lokaal bevoegd gezag te informeren over de werkelijke toestand; • maatregelen tijdig bij te kunnen stellen; • achteraf de betrokken leden van de bevolking overtuigend in te kunnen lichten over de feitelijke situatie en de door hen ontvangen stralingsdosis. De Brandweer beschikt niet over mogelijkheden om de jodiumconcentratie in lucht te bepalen. Dat betekent dat de maatregel jodiumprofylaxe op basis van Brandweermetingen lokaal niet te valideren is. Dit is echter minder belangrijk; de maatregel is immers na inname van de jodiumtabletten volledig genomen en eventuele bijstellingen zijn niet meer aan de orde.


III-51

Zo mogelijk kan voor deze validatie gebruik gemaakt worden van meetposten van het Nationaal Meetnet Radioactiviteit (zie sectie 7.5.1). In andere gevallen zullen handmetingen met de Automess 6150 AD-1 of AD-18 uitgevoerd moeten worden (zie sectie 7.5.2). Voor de relatie tussen gemeten dosistempo en effectieve 48-uurs dosis wordt verwezen naar sectie 7.5.3.

7.4.3. Besmettingscontrole en decontaminatie Na een ernstig kernongeval zullen personen en goederen gecontroleerd moeten worden op uitwendige besmetting. Afhankelijk van de situatie zullen personen, voertuigen en andere goederen ontsmet moeten worden. • Personen Personen worden door de overheid (bijvoorbeeld met bussen) naar ontsmettingssluizen vervoerd, of worden daar met eigen vervoer naartoe geleid. De ontsmettingssluis bevindt zich op of dicht bij de grens tussen besmet en ‘onbesmet’ gebied. Bij grote aantallen personen wordt gebruik gemaakt van lokaal aanwezige infrastructuur zoals zwembaden en sporthallen. Bij kleinere aantallen kan gebruik gemaakt worden van deco units, bijvoorbeeld van defensie. Zo’n unit is binnen ca. 6 uur operationeel. Een eerste screening, door of onder toezicht van de Brandweer, deelt personen als volgt in: 1. Niet besmet (meting < DREMPEL) 2. Licht besmet (DREMPEL < meting < LAAG) 3. Matig besmet (LAAG < meting < HOOG) 4. Zwaar besmet (meting > HOOG) Als DREMPEL gelden de waarden uit Tabel 6.2. De waarden LAAG en HOOG zijn te vinden in Tabel 7.2. Uitgedrukt in teltempo (gebruik van meetsonde AD-17 zonder kap, meting op ca. 1 cm afstand) gaat het in de meeste gevallen afgerond om de niveaus 5 (DREMPEL), 500 (LAAG) en 5000 s-1 (HOOG). Voor meer informatie over screeningscriteria en te gebruiken meetapparatuur wordt verwezen naar sectie 7.3.2. Personen die niet besmet zijn (categorie 1) kunnen vertrekken. Personen die licht besmet zijn (categorie 2) kunnen ook vertrekken, maar krijgen het advies om op eigen gelegenheid te douchen en haren en kleren te wassen. Mensen die matig besmet zijn (categorie 3) dienen zo mogelijk op locatie ontsmet te worden. Voor categorie 3 kan dat zonder verdere begeleiding, aan de hand van een protocol. Ontsmetten betekent ontkleden en vervolgens wassen, en dan met name hoofd, haren en handen. De kleding wordt ingenomen en door de overheid gewassen. Voor deze categorie dienen dus handdoeken en reservekleren beschikbaar te zijn. Na ontsmetting volgt een controlemeting; de persoon in kwestie valt nu in categorie 2 of lager, of hij of zij volgt de ontsmettingsprocedure nog een keer. Voor personen die zwaar besmet zijn (categorie 4) geldt een vergelijkbare procedure, maar zij worden zo mogelijk begeleid bij de ontsmetting, bijvoorbeeld door een GGD/GHORmedewerker. Zwaar besmette kleren moeten apart gehouden worden, en dienen mogelijk afgevoerd te worden. Het streven is om personen binnen maximaal drie ontsmettingsrondes in categorie 2 of lager te krijgen. Vaker ontsmetten heeft geen zin. Blijft iemand in categorie 3 dan kunnen verdergaande maatregelen overwogen worden (bijv. kaalscheren of ‘strippen’), maar deze persoon kan uiteindelijk wel (geregistreerd als zijnde matig besmet) vertrekken. Deze besmetting is immers niet meer afwrijfbaar, en zo laag dat deterministische effecten niet te verwachten zijn. Blijft iemand zwaar besmet (categorie 4) dan is vanwege het mogelijke optreden van deterministische effecten medische (na)zorg noodzakelijk. Afhankelijk van de situatie kan het nodig zijn om bovenstaande procedure op enkele punten aan te passen. Speciale aandacht is gewenst voor groepen die om cultuur- of geloofsredenen niet naakt gezien mogen worden. Mede om deze reden verdient het aanbeveling om aparte vrouwen- en mannensluizen te maken. • Voertuigen Voertuigen die vanuit besmet gebied komen zullen zowel uitwendig als inwendig besmet zijn. Het ontsmetten van alle particuliere voertuigen, zodanig dat ze weer voor alle gebruiksdoelen kunnen worden vrijgegeven, is tijdens de bestrijdingsfase van een kernongeval onhaalbaar. Dit betekent dat de lokale hulpdiensten zich kunnen beperken tot een ‘voorlopige’ uitwendige schoonmaakbeurt (m.n. carrosserie, wielkasten en banden). Hiermee wordt het risico op verdere besmetting en verspreiding van radioactiviteit in de interim-periode verkleind. Nadat het voertuig op een daarvoor gereserveerd terrein geparkeerd is dient het door de Politie verzegeld te worden. Gezien het voorlopige karakter van deze actie heeft uitvoering van besmettingscontroles in deze fase geen prioriteit. In een latere fase zal het Bevoegd Gezag (bij ongevallen met A-objecten is dat het Ministerieel of Ambtelijk Beleidsteam op Rijksniveau) een beslissing moeten nemen over het lot van deze voertuigen en de eventueel te

III-52


hanteren procedure voor vrijgave. Daarbij kan gedacht worden aan nader te stellen eisen t.a.v. het vernieuwen van onderdelen (bijvoorbeeld het luchtfilter) en ontsmetting van het interieur (bijvoorbeeld uitvoering door een daartoe erkend bedrijf). Dit gebeurt naar verwachting in dezelfde periode als wanneer besloten wordt over maatregelen zoals ‘niet urgente evacuatie’. Aan dit soort beslissingen liggen gedegen risico-evaluaties en beleidsalternatieven ten grondslag. Het is aannemelijk dat het niveau van restbesmetting ondanks alle maatregelen toch nog uitstijgt boven de niveaus (voor reguliere situaties) zoals vastgelegd in de Kernenergiewet. Bij vrijgave kunnen dan juridisch problematische situaties ontstaan. Denk daarbij bijvoorbeeld aan particulieren die met hun auto de grens willen passeren, terwijl die auto conform internationale wetgeving is aan te merken als radioactief voorwerp. Het kan na een kernramp daarom noodzakelijk blijken om (al dan niet in Europees verband) nadere regels te stellen. Het zal dan van de situatie afhangen in hoeverre men bereid is om af te wijken van de standaardsituatie. Het verdient aanbeveling om voertuigen voor hulpverlening hetzij binnen, hetzij buiten besmet gebied te houden. Hulpverleningsvoertuigen die ingezet worden binnen besmet gebied dienen periodiek uitwendig schoongespoten te worden. Hulpverleners die van het voertuig gebruik maken dragen waar mogelijk beschermende kleding en adembescherming. • Goederen Het is niet aannemelijk dat kleine persoonlijke goederen, anders dan kleding, zwaar besmet zullen zijn. Voorgesteld wordt om hier pragmatisch te handelen en voor belangrijke persoonlijke eigendommen (sieraden, horloges, paspoort etc.) hetzelfde vrijgavecriterium te hanteren als voor besmette personen. Eventuele grotere voorwerpen die met eigen vervoer zijn meegebracht dienen tijdelijk opgeslagen te worden, bijvoorbeeld in het voertuig van de eigenaar. Over teruggave en de condities waaronder wordt in een latere fase beslist. • Gezelschapsdieren Het eventueel in beslag nemen van gezelschapsdieren zoals honden, katten en cavia’s ligt uitermate gevoelig en zal niet bijdragen aan een ongestoorde procesgang. Bovendien leidt zoiets tot grote problemen t.a.v. de uitvoerbaarheid. Daarom wordt aanbevolen om voor gezelschapsdieren waar mogelijk dezelfde procedure te volgen als voor particulieren. Het schoonmaakprotocol dient door de eigenaar van het dier zelf te worden uitgevoerd, en wel vóórdat die zichzelf ontsmet heeft. Na ‘ontslag’ kunnen er aanvullende gedragsvoorschriften gelden. Alleen dieren die HOOG besmet blijven, dienen in beslag te worden genomen.

7.5. Meetvoorzieningen en –protocollen voor Categorie-A objecten 7.5.1. Nationaal Meetnet Radioactiviteit Het Nationaal Meetnet Radioactiviteit (NMR) is het gezamenlijke stralingsmeetnet van de Ministeries van BZK en VROM. Het NMR heeft als hoofddoel om grootschalige kernongevallen vroegtijdig te signaleren: overschrijding van een drempelwaarde leidt tot een alarmering van de Regionale Brandweer en/of het RIVM. Na beoordeling van de situatie kan dat leiden tot de opstart van de NPK-ongevalsorganisatie. Tijdens een grootschalig ongeval levert het NMR vervolgens een landelijk beeld van de actuele besmetting van bodem en lucht. Het NMR bestaat uit de volgende drie modules: • De gammamodule Dit meetnet bestaat uit ruim 150 meetlocaties waar proportionele telbuizen iedere 10 minuten het ˚ *(10) bepalen. De gemiddelde meetnetdichtheid is ongeveer 15 km, maar de omgevingsdosisequivalenttempo, H gammamodule is verdicht rond belangrijke nucleaire installaties, langs de grens en bij grote bevolkingscentra. Als bij een van de meetlocaties meer dan 200 nSv/h wordt gemeten, leidt dit bij RIVM tot een alarmering in de vorm van een semafoonoproep. Na beoordeling van de situatie vindt zonodig nader onderzoek plaats. In het extreemste geval kan onder verantwoordelijkheid van de ministeries van EL&I en/of IenM de NPK-organisatie opgestart worden. Het waarschuwingsniveau van 200 nSv/h is zo gekozen dat het door natuurlijke fluctuaties in het achtergrondniveau zelden overschreden wordt, maar ligt nog dermate laag dat er bij overschrijding (nog) geen sprake is van direct gevaar voor de volksgezondheid. Het alarmniveau voor de brandweer is 2000 nSv/h. Vanaf dat moment dient de Brandweer de situatie te volgen en zonodig passende maatregelen te nemen38. 38

Voor 2005 was het alarmniveau voor de Brandweer 20.000 nSv/h. Bij deze waarde kan men (inclusief geschatte inhalatiedosis in geval van een ernstig nucleair ongeval) op een effectieve 48-uursdosis uitkomen die het niveau van 10 mSv (maatregel ‘schuilen’) overstijgt. De Brandweer ontving reeds een vooralarm bij een overschrijding van 2000 nSv/h.


III-53

• De bètamodule De bètamodule bestaat uit een landelijk gespreid netwerk van 14 luchtstofmonitoren voor de bepaling van aan luchtstof gebonden (kunstmatige) α- en β-activiteit. Deze module heeft dus een meetlocatie dichtheid van ca. 50 km. Bij deze stations staan tevens proportionele telbuizen (van een vergelijkbaar type als bij de gammamodule), maar de bètamodule waarschuwt het RIVM alleen bij een overschrijding van de waarschuwingsdrempel voor kunstmatige β-activiteit in lucht (3 Bq/m3). Voor vroegtijdige signalering van ongevalsituaties is de bètamodule het gevoeligste onderdeel van het NMR. • De nuclidenspecifieke module Deze module bestaat uit een monitor voor de nuclidenspecifieke detectie van aan aerosolen gebonden γstralers en is geplaatst op RIVMlocatie Bilthoven. Deze monitor is 24 uur per dag operationeel en bepaalt volautomatisch de samenstelling aan radionucliden in lucht. Tijdens een calamiteit kunnen deze gegevens worden aangevuld met vergelijkbare meetgegevens afkomstig van twee RIVM meetwagens en acht zogenaamde Waakvlaminsituten (WVI’s). Met deze WVI’s is overeengekomen dat zij tijdens een nucleair ongeval volgens een standaardprocedure lucht- en depositiemonsters nemen, en die vervolgens met eigen Figuur 7.3 Kaartoptie van de NMR presentatiemodule (per 2005) meetapparatuur analyseren39. In de eerste fase van een nucleair ongeval wordt de effectieve dosis voornamelijk bepaald door de inhalatiedosis en de dosis door externe bestraling vanuit wolk en omgeving. De drie modules van het NMR, de meetwagens en de WVI’s leveren dan gezamenlijk een complete set meetgegevens op basis waarvan (samen met modelberekeningen) een landelijk beeld van de radiologische situatie geschetst kan worden. Uit de gegevens van de gammamodule kan de stralingsdosis als gevolg van externe bestraling berekend worden. Uit de data van de betamodule (dynamisch, landelijk gespreid maar een totaalmeting) en de nuclidenspecifieke gegevens van NMR, meetwagens en WVI’s (minder dynamisch, minder locaties maar wel specifiek) wordt de inhalatiedosis afgeleid. Onderdelen van het NMR worden periodiek gemoderniseerd. Zo worden in 2012 alle gammamonitoren van de gammamodule vervangen. De Brandweer kan de NMR-gegevens via een beschermde dataverbinding inzien. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een datapresentatie module die werkt onder Internet Explorer (zie Figuur 7.3 voor een voorbeeld).

7.5.2. Automess 6150 Voor de uitvoering van radiologische metingen beschikt de Brandweer over de handmonitor Automess 6150. De eigenschappen van dit apparaat zijn elders al uitvoerig beschreven (zie o.a. sectie 6.2.1). Tijdens een NPKongeval met een A-object kan er sprake zijn van relatief hoge stralings- en besmettingsniveaus. Voor de bepaling van het omgevingsdosistempo kan dan het best gebruik gemaakt worden van de AD-1 (interne sonde). Die heeft een maximaal meetbereik van 1 Sv/h (zie Tabel 6.3). Let er wel op dat zo’n meting geen rekening houdt met een eventuele inhalatiedosis. Om dat in rekening te brengen dient in het geval van een STC-CON1 nuclidenmix voor mensen zonder adembescherming een veilige correctiefactor van 20 gehanteerd te worden. Voor de bepaling van (hoge) besmettingsniveaus kan het best gebruik gemaakt worden van de externe sonde AD-17. Die heeft een meetbereik tot 10.000 s-1. De teltempo limiet voor ‘zware huidbesmetting’ (5000 s-1) ligt een factor 2 lager. De externe sonde AD-k (meetbereik tot 20.000 s-1 maar een factor 16 gevoeliger) kan het hoge

39

Het RIVM beschikt verder over meetapparatuur met veel lagere detectiegrenzen, maar daarvan is ook de meetfrequentie lager.

III-54


besmettingsniveau niet meer detecteren, maar is wel bruikbaar om vast te stellen of de huidbesmetting onder het ‘ontslagcriterium’ ligt (lage grenswaarde). Bij extreem hoge besmettingen kan de AD-17 met kap gebruikt worden. Vlak bij het oppervlak ligt het teltempo dan een factor 20 lager dan gemeten zonder kap. Op één meter afstand is het teltempo een factor 40 lager dan zonder kap dicht bij het oppervlak (ca. 1 cm) gemeten.

Figuur 7.4 Sonde AD-17 meet circa 2000 cps. In de linkerbovenhoek van het display staat de gebruikte sonde weergegeven.

7.5.3. Relatie tussen dosistempo en effectieve dosis bij een lozing Voor Nederland geldt de STC-CON1 lozing als maatramp. Voor deze goed gedefinieerde bronterm is het met behulp van ingewikkelde rekenmodellen mogelijk om een relatie te leggen tussen de in bijvoorbeeld 48 uur op te lopen effectieve dosis (door inhalatie en externe bestraling) en het (meetbare) omgevingsdosisequivalenttempo (of kermatempo in lucht). Dit verband kan gebruikt worden om op een gegeven locatie op basis van dosistempo metingen in te schatten welke directe interventieniveaus wel dan niet overschreden dreigen te worden. Ook bij andere lozingen kunnen deze berekeningen worden uitgevoerd. Bij een ongeval wordt dit soort berekeningen met hoge prioriteit door RIVM uitgevoerd en snel beschikbaar gesteld. Daarbij worden dan zoveel mogelijk aanvullende meetgegevens gebruikt, om het verband tussen de Automess metingen van de brandweer en de (verwachte) effectieve dosis zo goed mogelijk vast te stellen.


8.

III-55

Andere stralingsincidenten met een hoge impact

In hoofdstuk 7 zijn de consequenties besproken van een ernstig reactorongeval. Behalve reactorongevallen kunnen er ook nog andere stralingsincidenten plaatsvinden waarvan de gevolgen voor de samenleving naar verwachting ernstig zijn. Hieronder worden twee mogelijke situaties nader toegelicht.

8.1. Ongevallen met een kernwapen Bij het schrijven van deze paragraaf is dankbaar gebruik gemaakt van de informatie die door Ton Schots (veiligheidsregio Brabant–Noord) ter beschikking is gesteld. Door bevriende mogendheden vindt vervoer van kernwapens plaats over Nederlands grondgebied. Ondanks alle veiligheidsmaatregelen kan zo’n kernwapen betrokken zijn bij een ongeval. Meest bedreigend daarbij is een crash van een militair vliegtuig dat kernwapens of onderdelen van daarvan vervoert. Een ongeval met een kernwapen wordt in NPK-kader beschouwd als een Categorie-A nucleair ongeval. Binnen Defensie wordt een ongeval waarbij kernwapens betrokken zijn wel een “broken arrow”genoemd. De informatieverstrekking en de verantwoordelijkheidstoedeling vormen belangrijke aspecten bij de bestrijding van een kernongeval met militair materiaal. In 1992 is hierover een overeenkomst gesloten tussen Nederland en de VS. De invulling en uitwerking hiervan zijn vastgelegd in het zogenaamde “Implementing Joint Operation Plan” (IJOP). Het IJOP-document, dat is opgesteld door vertegenwoordigers van de ministeries van Defensie, BZK en het (toenmalige) ministerie van VROM, is geclassificeerd. Dit geldt eveneens voor de op basis daarvan opgestelde rampenbestrijdingsplannen. De informatie die in ongeclassificeerde documenten, zoals dit handboek, kan worden verstrekt is daarom noodzakelijkerwijs beperkt. Een broken arrow is niet locatiegebonden en kan dus in elke regio plaatsvinden. Het is dus belangrijk om op hoofdlijnen te weten hoe de gecoördineerde bestrijding van dit specifieke kernongeval geregeld is. Vluchten met militair nucleair materiaal worden tevoren gemeld aan de Nederlandse overheid, In geval van een crash van een militair vliegtuig zal dus snel duidelijk worden of daarbij nucleair materiaal betrokken is. In dat geval worden betrokken Nederlandse en Amerikaanse instanties (zowel militair als civiel) volgens vast protocol geïnformeerd en wordt er nadere informatie verstrekt.

Plutonium De constructie van een kernwapen is zodanig dat er nimmer een onbedoelde nucleaire explosie plaats kan vinden, zelfs niet bij een zeer ernstig ongeval. Als gevolg van een hevige brand, of (conventionele) explosie van delen van het wapen of delen van het vliegtuig kan een deel van de nucleaire lading vrijkomen. Het zou daarbij onder meer kunnen gaan om 239Pu. Dit radionuclide is een α-straler die valt in radiotoxiciteitsklasse 1 (‘zeer hoog’). Bij brand bestaat de kans dat plutonium, in de vorm van uiterst kleine deeltjes (aerosolen) in de lucht vrijkomt Een deel van deze deeltjes (de respirabele fractie) kan worden geïnhaleerd en leidt tot een inwendige besmetting met alfa deeltjes. In geval van explosies is het aannemelijk dat de concentratie plutoniumstof in de lucht toeneemt. De kans op inademen is niet alleen mogelijk in de rookwolk, maar ook als gevolg van resuspensie, dit is het opnieuw opwervelen van neergedwarreld plutoniumstof na beroering (lopen of rijden) van eerder gedeponeerd materiaal. Inhalatie van plutonium in de vorm van kleine deeltjes is dus het meest significante blootstellingpad.

8.1.1. Verantwoordelijkheden en bevoegdheden In eerste instantie hebben de lokale autoriteiten de verantwoordelijkheid voor de rampenbestrijding. De eerste prioriteit van de lokale hulpverleningsdiensten ligt bij het redden van levens, het (zonodig) bestrijden van de brand en het instellen van een initiële veiligheidszone van tenminste 800 meter rondom locaties waar zich (mogelijk) componenten van kernwapens bevinden. De lokale brandweer zal van het NCC – op basis van geclassificeerde informatie over de vliegtuiglading – specifieke instructies ontvangen ten aanzien van de: • te hanteren bestrijdingstactiek (bijvoorbeeld al of niet met water blussen), • te nemen persoonlijke veiligheidsmaatregelen (zoals adembescherming en/of het hanteren van een explosiegevarenzone van 800 m), • te nemen maatregelen voor de veiligheid van burgers (instellen van veiligheids- en maatregelenzones). Met betrekking tot maatregelen ligt het bevoegd gezag bij de nationale overheid, de minister van EL&I coördineert de bestrijding van het ongeval. Maatregelen voor de bevolking, zoals evacuatie, schuilen worden dan ook op nationaal niveau bepaald.

III-56


Ten tijde van een overvlucht staat een Initial Response Team (IRT) van het Ministerie van Defensie paraat. In dit team zitten onder andere specialisten die de conditie van het wapen kunnen vaststellen. Het IRT rukt bij een broken arrow onmiddellijk uit naar de ongevalslocatie. De commandant brandweer van het IRT is een civiel opgeleid brandweerofficier, en liason naar de hulpverleningsdiensten. Hij neemt onmiddellijk via C2000 contact op met de meldkamer van de betrokken regio met het verzoek gekoppeld te worden aan de gespreksgroep OVD. Hij beschikt over de ladingpapieren en kan aangeven of en hoeveel radioactieve stoffen betrokken zijn. In het IJOP zijn taken en bevoegdheden vastgelegd. Er is onder andere vastgelegd dat de commandant van het IRT zitting neemt in het COPI en dat Defensie (Nederlands en Amerikaans) belast is met de beveiliging van het wapen. Zij zullen de initiële veiligheidszone van 800 meter bewaken. Binnen de veiligheidszone zal een aantal militaire cordons worden opgesteld. De binnenste ring wordt beveiligd door Amerikaanse militaire eenheden, met passende geweldsinstructies.

8.1.2. Waarschuwing Bevolking In de brandweerinstructies als onderdeel van het IJOP is opgenomen dat in geval van een broken arrow scenario onmiddellijk de sirenes (WAS) in een straal van 10 kilometer rond het incident geactiveerd worden. “Ga naar binnen, sluit ramen en deuren en schakel mechanische ventilatiesystemen uit.” Vanwege de hoge radiotoxiteit van plutonium-239 moet alle aandacht gericht zijn op het voorkomen van inwendige besmetting, waarbij zoals eerder aangegeven het risico op inhalatie van plutoniumstof het maatgevend risico is. Er mag geen tijd verloren gaan met het vaststellen van exacte windrichting, windsnelheid, weerstabiliteitsklasse of met het meten of daadwerkelijk 239Pu is vrijgekomen. Pas in een later stadium kan aan de hand van de status van het wapen en op basis van metingen vastgesteld worden of er inderdaad 239Pu is vrijgekomen en wat de omvang van het besmette gebied is. Het verkleinen van het effectgebied en het vervolgens ontalarmeren is een verantwoordelijkheid van het bevoegd gezag (nationale overheid).

8.1.3. Bepalen van effectgebied / het meten van 239Pu Zoals eerder aangegeven wordt het effectgebied onmiddellijk bepaald op 10 kilometer radiaal (onafhankelijk van windrichting, zonder dat op basis van metingen aangetoond is of plutonium is vrijgekomen).Eerst na (visuele) inspectie en/of metingen wordt het effectgebied of maatregelgebied bijgesteld. De coördinatie van de meetstrategie ligt bij het BORI van de EPAn. In deze meetstrategie participeren de meetploegen en meettechnische faciliteiten van de brandweer, RIVM en Defensie. De dracht van de door Plutonium-239 uitgezonden α-straling is in lucht tot 5 centimeter. Een van de vervalproducten is Americium-241, eveneens een α-emitter met daarbij een zwakke γ-component van 60 keV. Zonder nadere gegevens van het wapen en andere fysische eigenschappen is het niet mogelijk om op basis van de γ-meetwaarden een conversie te maken naar de concentratie plutonium. Inzet van meetapparatuur van de brandweer is daarmee beperkt tot alleen de AD-k en (beperkt) de AD-17: - Automess 6150 AD-1 zonder sonde: niet geschikt voor metingen. - Automess + AD-17 beperkt geschikt voor besmettingsmetingen, alleen hoge concentraties depositie kunnen worden aangetoond. Buiten een 800 meter straal vervallen de meetwaarden in een achtergrondniveau terwijl de stralingsdosis de NPK interventiewaarden voor schuilen kan overschrijden. - Automess AD-k, is geschikt voor het verrichten van betrouwbare metingen, ook voor het monitoren van uitwendige besmetting (handen, kleding, schoeisel). Bij het uitvoeren van de metingen moet aandacht zijn voor de navolgende zaken: - Meet maximaal 1-3 centimeter boven het oppervlak vanwege de beperkte dracht van 239Pu. Het oppervlak waar gemeten wordt moet glad zijn, meet bij voorkeur op de motorkap van een auto of op putdeksels. Niet meten op grasveld e.d. - Pas op voor besmetting en beschadiging van de sonde, voorkom contact van de sonde met het oppervlak.

8.1.4. Scenario’s We onderscheiden 4 mogelijke effectscenario’s: 1. het wapen of onderdelen van het wapen is intact, geen brand, geen explosie - er zijn geen radioactieve stoffen vrijgekomen, radiologisch is er geen effectgebied. Wel zal een veiligheidszone van (minimaal) 800 m worden ingesteld. 2. het wapen of onderdelen van het wapen is defect, geen brand, geen explosie - radioactieve stoffen direct nabij het wapen en een mogelijke verspreiding over het glijdspoor dat de lading gemaakt heeft. Het effectgebied is beperkt tot de onmiddellijke omgeving. Risico op inhalatie van radioactief materiaal kan alleen via resuspensie van gedeponeerd materiaal en is vanwege de verwachte grove afmetingen van de deeltjes gering.


3.

4.

III-57

het wapen of onderdelen van het wapen is defect, brand, geen explosie - de rookwolk kan radioactieve aerosolen bevatten. Een overschrijding van de NPK interventiewaarde schuilen (10 mSv) buiten de veiligheidszone van 800 m is mogelijk, maar niet heel waarschijnlijk. het wapen of onderdelen van het wapen is defect en betrokken bij brand en explosie - de rookwolk kan radioactieve aerosolen bevatten. Een overschrijding van de NPK interventiewaarde schuilen (10 mSv) is zeer wel mogelijk. Een onmiddellijke afkondiging van de maatregel schuilen tot 10 km is gerechtvaardigd.

Zoals al eerder aangegeven gaan we bij een broken arrow direct uit van het worst case scenario (4). Onderzoek en metingen moeten uitwijzen of het effectgebied verkleind kan worden.

8.1.5. Risico’s bij een broken arrow Kernwapens of onderdelen daarvan worden vervoerd met zware militaire transporttoestellen, veelal een C-17 vrachtvliegtuig. De risico’s gerelateerd aan broken arrow zijn te herleiden tot de risico’s van het vliegtuig en tot risico’s van de lading. Algemeen geldt dat ter bescherming gebruik moet worden gemaakt van bluskleding en adembescherming. Risico’s van het vliegtuig: Grote hoeveelheden vliegtuigbrandstof (kerosine), brandgevaar Onderdelen van het vliegtuig kunnen bestaan uit koolstofcomposietmateriaal dat gevaarlijk is bij inademing (vergelijkbaar met de risico’s van asbest). De straalmotoren hebben een gevaarlijk aanzuigende werking Het vliegtuig bevat explosief aangedreven componenten zoals blussystemen e.d. In de contragewichten van de staart is verarmd uranium verwerkt Het personeel aan boord is uitgerust met handvuurwapens met munitie Risico’s van het kernwapen: Insensitive High Explosives (IHE) Een kernwapen bevat explosieven als trigger voor een kernexplosie. - Klasse 1.6. (ongevoelig voor massa explosie) - Effectafstand max 800 meter zonder dekking (fragmentatie schade). Toelichting: de kans op explosie van IHE is uiterst klein doch niet geheel uitgesloten. Daarom niet meer personeel inzetten in 800 meter zone dan strikt noodzakelijk. Wapen (onbemand) koelen om explosie(s) te voorkomen. Diverse plutonium isotopen (α en β stralers) en verarmd uranium (U) - Pu is zeer hoog radiotoxisch; inademing van enkele µgram Pu geeft een aanmerkelijk risico op het ontstaan van een dodelijke kanker. - Giftig zwaar metaal - Pas op voor resuspensie van radioactief materiaal, het opnieuw opwervelen van reeds neergedaald plutonium/uranium. - Aanvullende bescherming: wegwerpoverall en overschoenen Tritium (3H) - Zwakke β-straler, - Gasvormig, lichter dan lucht - Zeer geringe hoeveelheid / verwaarloosbaar Lithium (Li) - Zeer giftig, reageert heftig met water - Hoeveelheid te verwaarlozen

NB: Nucleaire explosie van de wapens is uitgesloten. Maatgevend risico: inhalatie van Pu.

8.1.6. Veiligheidsadviezen hulpverleners Zo lang niet uitgesloten is dat radioactieve stoffen zijn vrijgekomen gelden de navolgende persoonlijke beschermingsadviezen: - COPI op 800 meter bovenwinds - Voorkom inwendige besmetting (let op bij het wisselen van ademlucht en niet drinken/eten/roken) - Bij het verlaten van de 800 meter zone altijd besmettingscontrole, zonodig ontsmetten. - Alle personen uit het effectgebied via een besmettingscontrole punt - Evacueer niet door de rook, altijd in overleg met BORI

III-58


8.2. Terreuraanslag met een radiologische bom De laatste tijd is de dreiging van terroristische acties toegenomen. Bij zo’n actie bestaat de mogelijkheid dat een zogenaamde radiologische bom wordt ingezet, ook wel ‘vuile bom’ (‘dirty bomb’) genoemd. Een vuile bom wordt ook wel eens ‘a poor man’s nuclear bomb’ genoemd, maar in werkelijkheid gaat het om een conventioneel explosief dat vervuild is met radioactief materiaal. Na de ontploffing zal de omgeving dus radioactief besmet raken. De radiologische gevolgen van een vuile-bom ontploffing zullen in vergelijking met die na een ongeval met een B-object naar verwachting ernstiger uitpakken, maar ze zijn minder ernstig dan de gevolgen van een STC-CON1 lozing. De impact van een vuile-bom ontploffing staat in geen verhouding tot die van een daadwerkelijk kernwapen. Voor het maken van een vuile bom kunnen in beginsel alle radionucliden gebruikt worden, maar vanwege het beoogde effect en de ‘verkrijgbaarheid’ ligt toepassing van een sterke γ-stralingsbron (bijvoorbeeld 137Cs/137mBa, 60 Co of 192Ir) het meest voor de hand. Maar ook het gebruik van α-stralers (bijvoorbeeld 241Am) of afgedankt splijtstofmateriaal behoort tot de mogelijkheden. Een vuile bom kent twee gevaarfases, namelijk de fase vóór en de fase ná detonatie.

8.2.1. Radiologische gevaren vuile bom vóór detonatie In de industrie en de medische wereld wordt een bonte verzameling van (middel)zware γ-stralingsbronnen toegepast. Activiteiten vallen in het bereik van 1 tot vele honderden TBq (Tera = 1012). Er bestaan uitschieters naar boven, maar toepassing van een γ-stralingsbron met een activiteit hoger dan 500 TBq voor terroristische doeleinden is om diverse redenen minder waarschijnlijk. Voor veilig gebruik zijn γ-stralingsbronnen in het bereik van 1 tot 500 TBq normaliter zorgvuldig met zware omhulsels afgeschermd. Om een voorbeeld te geven, voor de afscherming van een 67 TBq ingekapselde 137 Cs/137mBa-bron, in gebruik bij een Nederlandse bloedbank, wordt 1200 kg lood gebruikt. Het bronmateriaal zelf weegt echter maar enkele tientallen grammen. Het ligt niet voor de hand dat terroristen de regels voor veilig gebruik van stralingsbronnen in acht zullen nemen, zelfs niet voor zichzelf. Een vuile bom zal dus zeer waarschijnlijk onvoldoende afgeschermd zijn, en daarmee een gevaar vormen voor omstanders. Om hier een indruk van te geven, een onafgeschermde 137Cs/137mBa-bron met een activiteit van 50 TBq levert op 1 meter afstand in ongeveer een uur tijd een dodelijke stralingsdosis (zie sectie 6.1.1. voor de berekening). In geval van een niet afgeschermde 500 TBq 60Co-bron ontvangt een omstander op 1 meter afstand al binnen enkele minuten een letale dosis. Voor grotere afstanden geldt de kwadratenregel. In de praktijk zal het dosistempo rond de bron lager uitvallen, omdat er altijd wel enige mate van afscherming zal zijn, maar het gevaar van (over)bestraling is zeer reëel. Na signalering van bijvoorbeeld een verdachte auto, container of ander voorwerp dient dus de afweging gemaakt te worden of hier mogelijkerwijs sprake kan zijn van een radiologische bom. In dat geval dient als eerste actie een ruim gebied afgezet te worden, van tenminste 100m. Dit biedt bescherming voor zowel het radiologische gevaar als het gevaar van ontploffing. De aanwezigheid van γ-straling is gemakkelijk aan te tonen met de Automess 6150 AD-1. De aanwezigheid van γ-straling vormt een extra complicerende factor bij de ontmanteling van het explosief. Een vuile bom kan ook (uitsluitend) α-stralers bevatten. Die zijn in deze fase niet of nauwelijks aan te tonen, en leveren vóór detonatie ook geen gevaar. Afzetting van een groot gebied blijft natuurlijk toch geboden vanwege het ontploffingsgevaar. Om hier enig gevoel voor te geven, de drukgolf van 10 pond TNT-equivalente springstof is binnen een afstand van 4 meter dodelijk; fragmenten kunnen over een afstand van honderd meter verspreid worden.

8.2.2. Radiologische gevaren vuile bom ná detonatie De gevolgen van een vuile-bom explosie hangen af van de precieze constructie van de bom, waarover alleen maar gespeculeerd kan worden. De hieronder besproken gevolgen zijn het resultaat van modelberekeningen. Bij die berekening zijn de nodige aannames gemaakt, die om veiligheidsredenen niet allemaal expliciet beschreven worden. Afhankelijk van de plaatsing en de chemische samenstelling van het radioactieve materiaal zal dit na ontploffing geheel of ten dele in een fijn verdeelde toestand (fijn-stof) worden verspreid. De deeltjesgrootte kan daarbij variëren tussen 0,01 en 5 µm. In de modelberekeningen is uitgegaan van een volledige verspreiding van het radioactief materiaal in de vorm van fijn-stof (aerosolen). Nadat het materiaal eenmaal in de lucht geslingerd is, is de verspreiding afhankelijk van de meteorologische condities en de omgevingsfactoren. Met name in stedelijk gebied is de invloed van bebouwing op de verspreiding en depositie van de radioactieve aerosolen zeer groot.


III-59

Voor de maatregelen schuilen en evacuatie kent het NPK interventieniveaus die uitgedrukt worden in effectieve stralingsdosis opgelopen in de eerste 48 uur (zie Tabel 7.2). In geval van een vuile-bom explosie wordt deze 48uursdosis gedomineerd door de dosis als gevolg van inhalatie van radioactieve aerosolen, relatief kort na de explosie. Met behulp van modelberekeningen is voor verschillende scenario’s nagegaan of, en zo ja, over welke afstand deze interventieniveaus overschreden kunnen worden. Hieruit blijkt dat het NPK-interventieniveau voor schuilen (E48h = 10 mSv) met de wind mee tot een afstand van ruim een kilometer overschreden kan worden. Door de invloed van bebouwing kan deze waarde in de praktijk met enkele honderden meters afwijken. Een schuilradius van 2 km lijkt daarmee een veilige aanname. Schuilen is vooral effectief in het eerste uur na de ontploffing, meer dan de helft van de stralingsdosis kan daarmee vermeden worden. Probleem is dat deze maatregel in de praktijk, afhankelijk van het verrassingselement en de (schrik)reactie van de bevolking, moeilijk uitvoerbaar zal zijn. Indien het gevaar tijdig onderkend is, is deze maatregel als voorzorg wel zinvol. Het evacuatieniveau (E48h = 200 mSv) wordt alleen mogelijk zeer dicht bij de bronlocatie overschreden. Dit gebied zal in de praktijk al ontruimd zijn, of kort na de explosie ontruimd worden. Hulpverleners die in dat gebied spoedeisende hulp moeten verlenen dienen bij voorkeur gebruik te maken van adembeschermingsmiddelen. Het gebruik van radioactief jodium als materiaal voor een vuile bom is minder waarschijnlijk vanwege de relatief korte halfwaardetijd van de meeste radioactieve jodiumisotopen (m.u.v. 125I). Het is daarom eveneens minder waarschijnlijk dat de maatregel jodiumprofylaxe op dit scenario van toepassing zal zijn. Vóór detonatie bestond er het gevaar op directe stralingsslachtoffers als gevolg van externe bestraling vanuit een slecht afgeschermde stralingsbron. Na detonatie is dat gevaar geweken, althans, als al het radioactieve materiaal in fijne vorm verspreid is. In de buurt van de explosie kunnen echter ‘hot-spots’ terechtgekomen zijn die lokaal een hoog stralingsdosistempo veroorzaken. Daarop dient gecontroleerd te worden. Als er directe slachtoffers te betreuren zijn, zal dat meest waarschijnlijk het gevolg zijn van de explosieve kracht van de ontploffing. Gewonde personen zullen in enige mate uitwendig besmet zijn (ook daar waar ze gewond geraakt zijn). Die besmetting is echter dusdanig laag dat het geen belemmering vormt voor het verlenen van spoedeisende hulp. Wel dienen maatregelen genomen te worden om de besmetting zo min mogelijk te verspreiden. Bij de behandeling van (zwaar) gewonde slachtoffers in het ziekenhuis dient men aldaar met een eventuele (wond)besmetting rekening te houden. Als gevolg van de explosie zullen mensen en goederen in de omgeving uitwendig besmet raken. Er moet dus op besmetting gecontroleerd worden, en zonodig dienen er ontsmettingsmaatregelen genomen te worden. Dit gaat analoog aan hetgeen beschreven is in sectie 7.3.2. Het besmette gebied zal veel minder groot zijn dan in geval van een STC-CON1 reactorongeval, maar als de explosie in een stedelijk gebied heeft plaatsgevonden kan het toch een groot aantal personen en voertuigen betreffen. Dit stelt hoge eisen aan het improvisatievermogen van de lokale hulpverleningsdiensten. In vergelijking met ‘gewone’ NPK-ongevallen, die al moeilijk genoeg zijn om te bestrijden, worden de hulpverleningsdiensten na de ontploffing van een vuile bom dus met een groot aantal extra problemen geconfronteerd. Er is onbekendheid met de bronterm (grootte en aard), en dus ook met de gevolgen, en het zal waarschijnlijk enkele uren duren voordat er een enigszins betrouwbare diagnose beschikbaar komt. Met de standaard NPK maatregelen zal men achter de feiten aanhollen. Intussen wordt men wel geconfronteerd met (zwaar) gewonde (en besmette) slachtoffers in het gevarengebied en grote aantallen mensen en voertuigen die gecontroleerd moeten (of willen) worden op besmetting, en zonodig ontsmet moeten worden. Als de aanslag plaats vindt in stedelijk gebied kan paniek of zelfs massahysterie de situatie (vrijwel) onbeheersbaar maken. Na passage van de wolk zal het gedeponeerde radioactieve materiaal gedurende lange tijd bijdragen aan de stralingsbelasting. Uit modelberekeningen volgt dat bewoners in een gebied met een oppervlak tot circa 1 km2 een jaardosis van meer dan 50 mSv op kunnen lopen. Dit komt overeen met de lage NPK interventiewaarde voor niet urgente evacuatie. Overschrijdingen van het hoge interventieniveau voor niet urgente evacuatie (jaardosis 250 mSv) komen alleen in de onmiddellijke nabijheid van het ontstekingspunt voor.

III-60

9.


Overzicht belangrijke radionucliden en stralingsniveaus

In dit hoofdstuk wordt een grafisch overzicht gepresenteerd van de belangrijkste stralingslimieten, stralingsbeperkingen, interventieniveaus en referentiewaarden. Deze module wordt afgesloten met een opsomming van belangrijke radionucliden en hun radiologische gegevens.

9.1. Samenvatting dosislimieten, interventieniveaus en referentiewaarden

10000

4000 1000

750

500

1000

250

250

200

100

100 20

12

50

10

6

10 2,4

2 1

1 0,1

0.1

0,1 0,04

0.01 0,001 jaarlimiet lid bevolking per bron

jaarlimiet lid bevolking

jaarlimiet werknemer categorie B

jaarlimiet werknemer categorie A

grenswaarde inzet zonder begeleiding

idem, ondersteunende hulpverlening

idem, redden materiële belangen

dosisrestrictie levensreddend werk

late evacuatie (jaardosis laag-hoog)

schuilen (48-uurs dosis)

vroege evacuatie (48-uurs dosis)

onmiddelijke evacuatie (48-uurs dosis)

inhalatie DU Bijlmermeerramp

Thorax Röntgenopname

retourvlucht Amsterdam-Sydney

jaardosis bevolking (gemiddeld)

CT-scan lichaam

grenswaarde deterministische effecten

0.001 LD50 totale lichaamsdosis

Effectieve dosis (mSv)

vanaf 1000: Geabs. dosis (mGy)

Figuur 9.1 toont op logaritmische schaal gegroepeerd van links naar rechts een overzicht van: • belangrijke referentieniveaus en grenswaarden m.b.t. (typische) blootstellingen en effecten, • interventieniveaus voor directe maatregelen (bij NPK-ongevallen), • dosisbeperkingen voor de inzet van hulpverleners (bij NPK-ongevallen, en ter vergelijk het 2 mSv niveau), • jaardosislimieten voor werkers en leden van de bevolking (reguliere situaties). In sommige NPK documenten wordt voor “Onmiddellijke evacuatie” ook wel de tem “Preventieve evacuatie” gebruikt, en voor “Vroege evacuatie” de term “Evacuatie voor of na pluimpassage”. In oudere NPK documenten werd de dosis die hoort bij het interventieniveau “Onmiddellijke evacuatie” over 24 uur beschouwd in plaats van de huidige periode van 48 uur.

Figuur 9.1 Overzicht (op logaritmische schaal) van typische referentiewaarden, NPK-interventieniveaus, dosisrestricties voor hulpverleners en dosislimieten voor werknemers en bevolking in reguliere situaties.

9.2. Belangrijke radionucliden en hun toepassingen Er bestaan vele honderden verschillende radionucliden. Niet alle radionucliden zijn echter even gangbaar. Dit hoofdstuk behandelt de onderstaande selectie van radionucliden waarvan in redelijkheid kan worden verwacht dat de Brandweer daar bij de bestrijding van een incident mee in aanraking kan komen. Het gaat om een veertigtal enkelvoudige radionucliden, moeder/dochter combinaties of reeksen die groepsgewijs naar de aard van hun toepassing behandeld worden. Sommige radionucliden komen in meerdere categorieën voor (zie Tabel 9.1).


1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Tritium (3H) Koolstof-14 (14C) Fluor-18 (18F) Fosfor-32 (32P) Chloor-36 (36Cl) Kalium-40 (40K) Kobalt-60 (60Co) Nikkel-63 (63Ni) Gallium-67 (67Ga) Selenium-75 (75Se) Rubidium-81 (81Rb) / Krypton-81m (81mKr) Krypton-85 (85Kr) Krypton-88 (88Kr) / Rubidium-88 (88Rb) Strontium-89 (89Sr) Strontium-90 (90Sr) / Yttrium-90 (90Y) Molybdeen-99 (99Mo) / Technetium-99m (99mTc) Ruthenium-103 (103Ru) Ruthenium-106 (106Ru) / Rhodium-106 (106Rh) Indium-111 (111In) Jodium-123 (123I)

21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40.

III-61

Jodium-125 (125I) Jodium-131 (131I) Tellurium-132 (132Te) / Jodium-132 (132I) Jodium-133 (133I) Jodium-135 (135I) Xenon-133 (133Xe) Xenon-135 (135Xe) Cesium-134 (134Cs) Cesium-137 (137Cs) / Barium-137m (137mBa) Barium-140 (140Ba) / Lantaan-140 (140La) Cerium-144 (144Ce) / Praseodymium-144 (144Pr) Ytterbium-169 (169Yb) Rhenium-186 (186Re) Iridium-192 (192Ir) Thallium-201 (201Th) Radium-226 (226Ra) Thorium-232 (232Th) Uranium-238 (238U) Plutonium-239 (239Pu) Americium-241 (241Am)

9.2.1. Zware stralingsbronnen Voor een verscheidenheid aan medische en industriële toepassingen worden ‘zware’ stralingsbronnen ingezet. Het gemeenschappelijke doel daarbij is om voorwerpen in korte tijd bloot te stellen aan een hoge stralingsintensiteit. In de meeste gevallen betreft het γ-stralingsbronnen. De bekendste toepassingen zijn: het doorstralen van voedsel en medicijnen, met als doel ziektekiemen te doden en dus de houdbaarheid van de artikelen te vergroten; het behandelen van tumoren, maar hiervoor wordt in toenemende mate gebruik gemaakt van lineaire versnellers en andere stralingstoestellen; het doorlichten van lasnaden, om de kwaliteit van de las te controleren (‘gammagrafie’); het meten van dikke lagen materiaal (bijvoorbeeld bij hoogovens). In volgorde van toenemende hardheid van de straling gaat het hier om 169Yb, 75Se, 192Ir, 137Cs/137mBa en 60Co. De eerste drie worden toegepast als stralingsbron met een activiteit tot enkele TBq. Deze bronnen worden onder meer gebruikt om op locatie gammagrafie te bedrijven. Gammagrafie valt onder de noemer van het NDO (Niet Destructief Onderzoek). Dit type bron kan dus aangetroffen worden bij transportongevallen. Voor zwaardere bestralingsdoeleinden wordt in de regel 137Cs/137mBa of 60Co gebruikt. Van dit soort bronnen zijn activiteiten gangbaar van enkele tientallen (137Cs) tot enkele honderden TBq (60Co). Een superzware 60Co broncombinatie (vergunde activiteit: 100 PBq) is in gebruik bij Gammaster, te Ede. Als regel vormen deze bronnen in potentie dus een veel groter gevaar dan 169Yb, 75Se en 192Ir. De uitgezonden γ-straling is immers harder, en de toegepaste bronactiviteit groter. In de meeste gevallen gaat het hier om bronnen die op een vaste locatie worden gebruikt, maar toepassingen als mobiele stralingsbron komen ook voor. Indien betrokken bij een transportongeval en/of een brand kan de afscherming van zo’n bron in het ongerede raken. Ze vormen zo dus een bestralingsgevaar. Of dit het geval is, is met de Automess 6150 AD-1 goed vast te stellen. Bij brand kunnen verder radioactieve deeltjes vrijkomen. Er bestaat dan gevaar voor inwendige besmetting, m.n. door inhalatie. Een apart geval vormt 241Am, dat als ijkbron of in combinatie met 9Be als neutronenbron gebruikt wordt. Daarbij komen activiteiten voor tot zo’n 700 GBq. Intact levert een Am/Be bron zowel neutronen (moeilijk te detecteren en af te schermen) als hoog-energetische γ-straling (4,4 MeV). Indien betrokken bij een brand kan 241Am in de vorm van inhaleerbare deeltjes vrijkomen. Vanwege het inhalatiegevaar (α-straling!) is 241Am ingedeeld in radiotoxiciteitsklasse 1 (‘zeer hoog’). De laatste tijd is de dreiging van terroristische acties toegenomen. Bij zo’n actie bestaat de mogelijkheid dat een radiologische bom wordt ingezet. Bij een ‘vuile bom’ gaat het om een conventioneel explosief, dat vervuild is met radioactief materiaal. Voor dat doel kunnen in beginsel alle radionucliden in aanmerking komen, maar

III-62


vanwege het beoogde effect en de beschikbaarheid ligt het gebruik van een sterke γ-stralingsbron het meest voor de hand. Meest bedreigend in dit kader zijn 137Cs/137mBa en 60Co. Toepassing van α-stralers (bijv. 241Am) is echter niet uitgesloten. De belangrijkste eigenschappen van bovengenoemde radionucliden zijn samengevat in Tabel 9.1.

9.2.2. Radiofarmaca In de medische wereld wordt een veelvoud aan radionucliden toegepast voor zowel diagnostiek als behandeling. Veelvoorkomend zijn 18F, 32P, 67Ga, 75Se, 81Ru/81mKr, 89Sr, 90Sr/90Y, 99Mo/99mTc, 111In, 123I, 125I, 131I, 133Xe, 137 Cs/137mBa, 186Re, 192Ir en 201Th. In veel gevallen betreft het relatief kortlevende radionucliden (halfwaardetijd enkele uren tot hooguit vier maanden) die straling uitzenden met een beperkt doordringend vermogen. 90Sr/90Y en 137Cs/137mBa vormen hierop een uitzondering. Deze radionucliden kunnen aangetroffen worden in radionuclidenlaboratoria in ziekenhuizen, maar ook in productiecentra en tijdens vervoer. Een zeer grote producent van radiofarmaca is gevestigd op het ECN-terrein te Petten. Vandaar uit worden dagelijks grote hoeveelheden radiofarmaca vervoerd, zowel over de weg als – via Schiphol – per vliegtuig. Sommige radiofarmaca worden aangeboden in de vorm van een ‘generator’. Het beoogde radionuclide is dan de (kortlevende) dochter van een (langer levende) moeder. Het bekendste voorbeeld is de Technetium-koe (99Mo/99mTc). Een transportongeval met technetium-generatoren is uitgewerkt als referentie-scenario (zie operationele deel). Bij een incident met radiofarmaca is het stralingsgevaar in de regel niet groot. Dat komt omdat de voorhanden hoeveelheid activiteit op basis van regelgeving (voor laboratoria of vervoer) beperkt is. Daar komt bij dat het doordringend vermogen van de uitgezonden straling doorgaans laag is. Ook vallen de meeste radiofarmaca in de radiotoxiciteitsklasse normaal (klasse 3) of laag (klasse 4), wat betekent dat het gevaar van inhalatie relatief laag wordt ingeschat. De belangrijkste eigenschappen van bovengenoemde radiofarmaca zijn samengevat in Tabel 9.1.

9.2.3. Andere industriële toepassingen Naast de al eerder genoemde zware stralingsbronnen kent de industrie een grote variëteit aan toepassingen van radionucliden. Het gaat daarbij bijvoorbeeld om laagdikte meters, ijk- en referentiebronnetjes, lasstaven, lichtbronnen (‘β-lights’), merkers in allerlei chemische processen en onderdelen van specialistische analyseapparatuur. Ook wordt bijvoorbeeld verarmd uranium gebruikt als contragewicht. In sommige consumentenproducten komen ook radionucliden voor (gaskousjes, rookdetectoren, camera-lenzen etc.) maar het gebruik daarvan is de afgelopen decennia sterk verminderd. Gebruikte radionucliden in dit kader zijn 3H, 14C, 36Cl, 40K, 60Co, 63Ni, 85Kr, 90Sr/90Y, 125I, 137Cs/137mBa, 226Ra*, 232 Th*, 238U* en 241Am, maar deze lijst is niet uitputtend. De hoeveelheid activiteit per toepassing is doorgaans beperkt. De radionucliden 232Th*, 238U* en 226Ra* vormen een bijzonder punt van aandacht. In alle gevallen betreft het hier radionucliden die het begin vormen van een ingewikkelde natuurlijke (sub)reeks (zie Hoofdstukken 2 en 5). De mate waarin deze reeksen in evenwicht zijn hangt sterk af van de omstandigheden, maar meestal is tenminste een deel van de reeks ingegroeid. Dat betekent dat ook de dochterproducten een potentieel gevaar vormen. In geval van 226Ra is dat het gasvormige radon (222Rn), en de daaruit voortkomende kortlevende dochterproducten 218 Po, 214Pb, 214Bi en 214Po. Een deel van het radon komt in de lucht terecht en vervalt daar na enige tijd; ook de kortlevende dochters treffen we (als vrije deeltjes of gebonden aan stofdeeltjes) in de lucht aan. Radon en dochters zenden zowel α-, β- als γ-straling uit. Omdat 226Ra ook in grond en bodemmaterialen (zoals beton) zit, treffen we zowel binnen als buiten radon en dochterproducten aan. De bovengenoemde reeksen komen ook voor in mineralen, ertsen en gesteentes, en soms in behoorlijk hoge concentraties. Onderdelen van natuurlijke reeksen worden ook aangetroffen in pijpleidingen uit de gas- en olie-industrie en in sommige ouderwetse isolatiematerialen, zoals glaswol. In de eerste helft van de twintigste eeuw kende 226Ra een keur aan toepassingen, variërend van stralingsbron tot levenselixer en radioactieve bliksemafleider, maar deze toepassingen zijn inmiddels verboden of 226Ra is vervangen door een minder gevaarlijk radionuclide.


III-63

Een antiek bureau als stralingsbron Enkele jaren geleden is door de VROM Inspectie een antiek bureau in beslag genomen dat verdacht straalde. Nader onderzoek door het RIVM bracht het vermoeden aan het licht dat in dit bureau begin vorige eeuw een potje radiumhoudende vloeistof was omgevallen. Naar schatting 30 MBq aan 226Ra, onzichtbaar geïmpregneerd in het hout, zorgde nog immer voor een stevige exhalatie van radon naar de omgeving. Als gevolg daarvan ontstond er in de studeerkamer een radonconcentratie van 8000 à 9000 Bq/m3. Dat is gelijk aan 300 keer de normale binnenluchtconcentratie, en 3000 keer de buitenluchtconcentratie. De oorspronkelijke gebruikers van dit bureau hebben hierdoor vermoedelijk een zeer hoge stralingsblootstelling ontvangen. (NB: Met zo’n 800 doden per jaar in Nederland vormt radon na roken de belangrijkste oorzaak van longkanker).

Een geval apart betreft het gebruik van verarmd uranium, zowel in de industrie als voor militaire doeleinden. Uranium komt in de natuur voor en bestaat dan uit 238U (99,3%), 235U (0,7%) en 234U (0,006%). Voor kernsplijting is 235U belangrijk. Er bestaan daarom allerlei processen (ultracentrifuge, gasdiffusie) om het percentage 235U te verrijken. Dat gebeurt bijvoorbeeld bij UCN te Almelo. Het restproduct, wat verarmd uranium genoemd wordt, bevat dus minder 235U en 234U dan normaal. Verarmd uranium is licht radioactief en wordt (of werd) onder meer gebruikt als contragewicht in boten en vliegtuigen, als pantser en als ‘penetrator’ in munitie. In de afgelopen decennia is enkele malen veel ongerustheid ontstaan over de mogelijke gezondheidseffecten na blootstelling aan verarmd uranium, en dan met name als gevolg van inhalatie van fijne stofdeeltjes die gevormd worden bij verbranding (Eerste Golfoorlog, Brand El-Al Boeing Bijlmermeer, Kosovo). Diverse studies hebben echter aangetoond dat de radiologische (en chemische) risico’s van verarmd uranium in werkelijkheid minimaal zijn.

9.2.4. Zware nucleaire ongevallen • Ongeval met een kernreactor In de splijtstofstaven van een kernreactor worden als gevolg van het normale kernsplijtingsproces allerlei radionucliden gevormd. Bij een ernstig kernongeval kan een (klein) deel van de reactorinhoud bedoeld of onbedoeld naar het milieu geloosd worden. Simpel gesproken is wat er in het milieu terechtkomt gelijk aan de inhoud van het reactorvat (de kerninventaris) maal de lozingsfractie. Deze lozingsfractie hangt onder meer af van het ongevalsscenario (“In welke mate raken de splijtstofstaven beschadigd”), de vluchtigheid van de stof en de barrières die genomen moeten worden. Bij een zeer ernstig ongeval kunnen er honderden verschillende radionucliden in meer of mindere mate vrijkomen. Deze radionucliden gedragen zich verschillend en vertegenwoordigen dus allemaal een ander gevaarsniveau. Het tijdens een ongeval inschatten wat de stralingsdosis voor de bevolking zal zijn is dus een uitermate complex proces. Op basis van modelberekeningen en evaluaties van kernongevallen zoals Tsjernobyl en Fukushima is redelijk goed bekend welke radionucliden bij een kernramp het sterkst bijdragen aan de stralingsdosis van de bevolking. Als we met name kijken naar de bestrijdingsfase, wanneer inhalatie het meest dominante blootstellingspad is en externe bestraling het tweede, dan blijken de volgende radionucliden(combinaties) relevant: 88Kr/88Rb, 89Sr, 90 Sr/90Y, 103Ru, 106Ru/106Rh, 131I, 132Te/132I, 133I, 135I, 133Xe, 135Xe, 134Cs, 137Cs/137mBa, 140Ba/140La, 144Ce/144Pr en 169 Yb. Welke radionucliden er precies vrijkomen hangt af van het ongevalsverloop. Voor de volledigheid zijn de gegevens van deze radionucliden(combinaties) in Tabel 9.1 opgenomen. Er wordt echter nadrukkelijk gesteld dat het voor de Brandweer tijdens een kernramp ondoenlijk is om (mede) op basis van deze gegevens tot betrouwbare dosisschattingen te komen. Daarvoor is de situatie dan te complex. • Ongevallen met kernwapens Bij een ongeval met een kernwapen kan – bijvoorbeeld na een langdurige hevige brand – een deel van de nucleaire lading vrijkomen. In het meest waarschijnlijke geval betreft het dan 239Pu. Dit radionuclide is een αstraler die valt in radiotoxiciteitsklasse 1 (‘zeer hoog’). Plutonium geeft zelf een niet of nauwelijks te meten externe stralingsdosis af en is met de Automess AD-1 dus niet te detecteren. Naast 239Pu kan er echter een kleine hoeveelheid 241Am aanwezig zijn, dat wel γ-straling afgeeft. Op die manier is 239Pu indirect meetbaar. Om de verhouding tussen 239Pu en 241Am te kennen is echter specifieke informatie over het betrokken wapen nodig.

III-64


9.2.5. Belangrijke radiologische data In Tabel 9.1 worden radiologische gegevens gepresenteerd van de verzameling van radionucliden waarmee de Brandweer bij de bestrijding van incidenten mee geconfronteerd kan worden. Zie ook de voorbeelden voor het gebruikt van deze data. Uitleg per kolom: Nuclide Wanneer er twee nucliden genoemd zijn, betreft het een moeder/dochter combinatie. In de andere kolommen wordt de meest restrictieve waarde gegeven van hetzij de moeder, hetzij de dochter. Een sterretje achter de naam duidt op een radioactieve (sub)reeks. Ook in deze gevallen zijn in de andere kolommen restrictieve waardes opgenomen. De halfwaardetijd is dit geval die van de moedernuclide Toepassingsgebied Met kruisjes wordt aangegeven in welke toepassingsgebieden men het radionuclide kan tegenkomen. Halfwaardetijd Deze wordt tweemaal vermeld, éénmaal afgerond in begrijpelijke eenheden, en éénmaal in secondes. Vervalwijze (α, β-, β+/EC, γ) Hier wordt de wijze van verval aangegeven, met daarbij het meest karakteristieke energieniveau van de + vrijkomende stralingsdeeltjes. Voor β’s is dat de maximale energie. EC onder de kop β duidt op 192 elektronvangst. Ir heeft 50% kans op elektronvangst en 50% kans op β¯-verval, vandaar de haakjes. Vervoer Gegeven zijn de zogenaamde A1- en A2-getallen. Zie voor uitleg sectie 6.3. Externe bestraling Hier staan achtereenvolgens: de bronconstante, de halveringsdikte van lood en de conversie-coëfficiënten eEXT(lucht) en eEXT(grond) voor de omrekening van luchtconcentratie resp. oppervlaktebesmetting (over een groot gebied) naar effectief dosistempo. EEXT(lucht) en EEXT(grond) zijn bij de natuurlijke reeksen 226Ra*, 232 Th* en 238U* sterk afhankelijkheid van de mate waarin alle dochternucliden in evenwicht zijn. Inhalatie Hier staat e(50)inhalatie, de conversiecoëfficiënt voor de omrekening van geïnhaleerde activiteit naar effectieve dosis. Ook wordt de radiotoxiciteitsklasse gegeven: hoe kleiner het getal des te groter het inhalatiegevaar. Ingestie Hier staat e(50)ingestie, de conversiecoëfficiënt voor de omrekening van ingenomen activiteit via voedsel en drinkwater e.d. naar effectieve dosis. Huid Hier staat e(50)huid, de conversiecoëfficiënt voor de omrekening van oppervlaktebesmetting van de huid naar huiddosistempo. Automess AD-17 en AD-k Dit betreft omrekenfactoren voor de sondes AD-17 (zonder afschermkap) en AD-k (voor de standen α, αβγ) van gemeten telsnelheid naar oppervlaktebesmetting. In geval van α-straling dient op 2 mm afstand gemeten te worden, in andere gevallen op ca. 1 cm afstand. Als de AD-17 met kap wordt gebruikt (schermt β’s af) wordt de gevoeligheid lager: 23 Bq/cm2 per cps voor 60 Co en 140 Bq/cm2 per cps voor 137Cs/137mBa. Als de AD-k met de RVS-afdekplaat wordt gebruikt is de gevoeligheid (in de stand αβγ ) 0,60 Bq/cm2 per cps voor 60Co en 3,5 Bq/cm2 per cps voor 137Cs/137mBa. Voorbeelden van gebruik van Tabel 9.1 Bij een ongeval is een Mo/Tc generator met een activiteit (A) van 90 GBq 99Mo/99mTc beschadigd geraakt. Alle afscherming is verdwenen en een deel van de inhoud is op de weg beland. Wat is het dosistempo op 1 m afstand. en op 25 m (grens gevarengebied)? 2 -2 3 2 ˚ *(10) op 1m = Γ H H*(10) A /r ,= 4,6•10 × 90•10 / 1 = 4140 µSv/h. 2 Op 25 m is het stralingstempo dus 4140/25 =6,6 µSv/h. Wat is de effectieve dosis (E) die chauffeur heeft opgelopen als hij 0,01% van de activiteit heeft ingeademd? E = A × e(50)inhalatie = 0,0001 × 90•109 Bq × 1•10-9 Sv/Bq= 9•10-3 Sv. Met de Automess met sonde AD-17 meet je een netto telsnelheid van 9 cps. Wat is de besmetting? De omrekenfactor voor de AD-17 is 0,56 Bq/cm2 per cps. De besmetting is dus 9×0.56 = 5,0 Bq/cm2. Iets verderop meet je met de AD-k 159 cps. Wat is daar dan de besmetting? De omrekenfactor voor de AD-k is 0,031 Bq/cm2 per cps. De besmetting is dus 159 × 0,031 = 4,9 Bq/cm2. Je veronderstelt dat deze besmetting over een groot gebied homogeen is en 5 Bq/cm2 bedraagt. Wat is de effectieve dosis door de externe straling die door deze besmetting wordt veroorzaakt? De besmetting is 5 Bq/cm2, dus 50•103 Bq/m2. De omrekenfactor eEXT(bodem) voor de bijdrage door externe straling is 1,0•10-12 Sv/h per Bq/m2. Daarmee wordt de bijdrage aan het effectieve dosistempo 50•103 Bq/m × 1,0•10-12 Sv/h per Bq/m2 = 50•10-8 Sv/h = 50 nSv/h.


β+-energie (max., keV), of EC

γ

Vervoer

A2 (TBq), onb. = onbeperkt

β

A1 (TBq), onb. = onbeperkt

β¯

β--energie (max., keV)

+

α

alfa-energie (MeV)

T½ (s)

T½ (afgerond)

Halfwaardetijd

vuile bom

nucleair ongeval

radiofarmaca

van nature aanwezig

industrieel overig

Toepassingsgebied

Nuclide

gamma-energie (keV)

Lijst van radionucliden waarmee de Brandweer bij de bestrijding van incidenten mee in

zware stralingsbronnen

Tabel 9.1

III-65

H-3

x

x

12 j

3,88E+08

19

40

C-14

x

x

5730 j

1,81E+11

156

40

3

110 min

6,58E+03

1

0,6

14,3 d

1,23E+06

1710

0,5

0,5

300 000 j

9,48E+12

710

10

0,6

1,3 miljard j

4,03E+16

1312

1461

0,9

0,9

5,3 j

1,66E+08

318

1333

0,4

0,4

96 j

3,02E+09

66

40

30

3,3 d

2,82E+05

EC

393

7

3

120 d

1,04E+07

EC

280

3

3

4,6 h

1,65E+04

1050

511

2

0,8

11 j

3,38E+08

687

514

10

10

2392 0,6

F-18

x

P-32

x

Cl-36 K-40

x x

Co-60

x x

Ni-63

x

x

x

Ga-67

x

Se-75

x

x

Rb-81/Kr-81m

x

x

Kr-85

x

Kr-88/Rb-88 Sr-89 Sr-90/Y-90

x

Mo-99/Tc-99m

634

511

40

x

2,8 u

1,02E+04

1233

x

x

50 d

4,36E+06

1491

0,6

x

x

29 j

9,18E+08

2284

0,3

0,3

66 u

2,37E+05

1214

1

0,6

x

740

Ru-103

x

39 d

3,40E+06

226

497

2

2

Ru-106/Rh-106

x

373 d

3,22E+07

3541

512

0,2

0,2

In-111

x

3d

2,42E+05

EC

245

3

3

I-123

x

13 h

4,76E+04

EC

159

6

3

I-125

x

I-131

x x

x

x

60 d

5,13E+06

8d

6,95E+05

35

20

3

606

EC

365

3

0,7

Te-132/I-132

x

3,3 d

2,82E+05

2140

1399

0,5

0,4

I-133

x

21 h

7,49E+04

1527

530

0,7

0,6

I-135 Xe-133

x

Xe-135 Cs-134

x

6,6 h

2,38E+04

2186

1260

0,6

0,6

x

5,2 d

4,53E+05

346

81

20

10

x

9h

3,28E+04

909

250

3

2

2j

6,50E+07

658

796

0,7

0,7

30 j

9,55E+08

1173

662

2

0,6

x

Cs-137/Ba-137m

x

x

x

x

x

Ba-140/La-140

x

13 d

1,10E+06

1677

537

0,5

0,3

Ce-144/Pr-144

x

285 d

2,46E+07

2996

134

0,2

0,2

198

4

1

137

2

0,6

(EC)

468

1

0,6

EC

167

Yb-169

x

x

Re-186

x

x

Ir-192

x

x

Tl-201

x

x x

x

32 d

2,77E+06

90 h

3,26E+05

1077

EC

74 d

6,38E+06

(672)

73 h

2,63E+05

1600 j

5,05E+10

10

4 0,003

x

Th-232*

x

x

14 miljard j

4,43E+17

4,0

onb.

onb.

U-238*

x

x

4,5 miljard j

1,41E+17

4,2

onb.

onb.

Pu-239 Am-241

x

x

4,8

0,2

Ra-226*

x

x

24 000 j

9,11E+13

5,2

x

x

432 j

1,36E+10

5,5

59

10

0,001

10

0,001

III-66


aanraking kan komen. Zie pagina III-64 voor uitleg per kolom en voorbeelden van het gebruik. Nuclide

AD-k Bq/cm2 per cps, stand: αβγ stand α :Am-241: 0,085 Bq/cm2/cps

AD-17(zonder kap), Bq/cm2 per cps

Automess

0

0

4,1E-11

4

4,1E-11

< 4E-11

x

x

H-3

9,4E-15

4,6E-17

5,8E-09

3

5,8E-10

1,8E-07

2,5

0,20

C-14

1,6E-10

3,5E-12

5,9E-11

4

4,9E-11

1,8E-06

0,81

0,049

F-18

1,9E-12

3,1E-13

3,4E-09

3

2,4E-09

2,2E-06

0,38

0,019

P-32

6,0E-13

4,0E-14

7,3E-09

3

9,3E-10

1,8E-07

0,79

0,048

Cl-36

eEXT wolk (Sv/h per Bq/m3)

e(50) huid (Sv/h per Bq/cm2)

Huid

e(50) ingestie (Sv/Bq)

eEXT bodem (Sv/h per Bq/m2)

Ingestie

Radiotoxiciteitsklasse

6

Inhalatie

e(50) inhalatie (Sv/Bq)

1,7E-1

Halveringsdikte lood (mm)

Bronconstante (µSv.m2/MBq.h)

Externe bestraling

18

2,9E-11

7,3E-13

2,1E-09

4

6,2E-09

1,8E-06

0,53

0,028

K-40

3,6E-1

16

4,3E-10

8,3E-12

3,1E-08

2

3,4E-09

1,1E-06

1,6

0,11

Co-60

0

0

1,3E-09

3

1,5E-10

< 4E-11

5,3

0,51

Ni-63

2,5E-2

1

2,3E-11

5,1E-13

2,4E-10

3

1,9E-10

3,2E-07

13

1,2

Ga-67

7,2E-2

<1

6,0E-11

1,3E-12

1,3E-09

3

2,6E-09

1,4E-07

55

4,7

1,1E-1

6

9,8E-11

2,2E-12

3,4E-11

4

5,4E-11

1,1E-06

1,4

0,093

Rb-81/Kr-81m

3,7E-4

6

9,2E-13

0

0

4

0

0

0,79

0,047

Kr-85

4,7E-10

2,7E-12

1,6E-11

4

9,0E-11

0,14

0,006

Kr-88/Rb-88

1,6E-12

2,5E-13

7,9E-09

3

2,6E-09

1,4E-06

0,43

0,022

Sr-89

2,1E-1

Se-75

3,2E-12

4,0E-13

1,6E-07

2

3,1E-08

3,2E-06

0,23

0,012

Sr-90/Y-90

4,6E-2

<1

4,2E-11

1,0E-12

1,0E-09

3

6,2E-10

1,6E-06

0,56

0,031

Mo-99/Tc-99m

8,1E-2

5

7,5E-11

1,6E-12

3,0E-09

3

7,3E-10

7,2E-07

2,0

0,15

Ru-103

3,4E-2

7

3,8E-11

1,2E-12

6,6E-08

2

7E-09

2,2E-06

0,22

0,010

Ru-106/Rh-106

8,8E-2

<1

6,0E-11

1,3E-12

2,3E-10

3

2,9E-10

2,5E-07

15

1,21

In-111

4,6E-2

1

2,3E-11

5,5E-13

7,4E-11

3

2,1E-10

3,6E-07

19

1,61

I-123

3,4E-2

<1

1,3E-12

1,1E-13

5,1E-09

3

1,5E-08

1,4E-08

1030

114

I-125

1,4E-06

6,6E-2

3

6,1E-11

1,3E-12

7,4E-09

2

2,2E-08

3,9e-1

1

4,1E-10

8,7E-12

2,1E-09

3

4,1E-09

9,9e-2

0,97

0,062

I-131

0,26

0,014

Te-132/I-132

9,9E-11

2,2E-12

1,5E-09

2

4,3E-09

0,56

0,031

I-133

2,7E-10

5,3E-12

3,2E-10

3

9,3E-10

0,61

0,034

I-135

5,0E-12

0

0

4

0

1,4E-06

1,3

0,096

Xe-133

1,6E-2

<1

4,0E-11

0

0

4

0

0

0,67

0,039

Xe-135

2,5E-1

9

2,5E-10

5,3E-12

2,0E-08

2

1,9E-08

1,1E-06

1,1

0,072

Cs-134

9,3E-2

8

9,2E-11

2,0E-12

3,9E-08

3

1,3E-08

1,8E-06

0,94

0,060

Cs-137/Ba-137m

3,7E-1

14

4,3E-10

8,5E-12

6,9E-09

3

4,6E-09

3,2E-06

0,29

0,016

Ba-140/La-140

4,5E-3

15

1,2E-11

6,4E-13

5,3E-08

2

5,2E-09

7,2E-07

0,23

0,011

Ce-144/Pr-144

6,6E-2

<1

4,1E-11

1,0E-12

3,0E-09

3

7,1E-10

7,2E-07

4,0

0,36

Yb-169

4,0E-3

<1

3,6E-12

1,6E-13

1,1E-09

3

1,5E-09

2,2E-06

0,65

0,037

Re-186

1,4E-1

3

1,3E-10

2,8E-12

6,6E-09

3

1,4E-09

1,8E-06

1,1

0,066

Ir-192

1,8e-2

<1

14

1,3

Tl-201

1,2E-11

2,9E-13

4,4E-11

4

9,5E-11

2,9E-07

2,6E-1

3,0E-10

6,2E-12

5,0E-05

1

1,2E-06

2,2E-06

Ra-226*

3,6E-1

2,2E-10

4,7E-12

8,2E-05

2

9,0E-07

5,4E-06

Th-232*

2,6E-1

3,1E-10

6,6E-12

5,7E-05

4

1,6E-06

2,5E-06

U-238*

1,0E-3

1,3E-14 2,6E-08

1,0E-15 8,3E-10

1,2E-04 9,6E-05

1 1

2,5E-07 2,0E-07

1,4E-09 5,0E-12

<1

1,25

0,065

Pu-239 Am-241


III-67

10. Literatuur In deze module wordt verwezen naar, of is gebruik gemaakt van de onderstaande publicaties: Automess Bos07 BS01 ECN92a ECN92b EU96

ICRP77

ICRP82

ICRP91

ICRP2007

ICRU88 ICRU93 NIB03 NIB04 NPK11 NPK89 NVS02 Sme96 UN00

Ver04

Handleiding Dosis(tempo)meter 6150AD1 BIZA met toebehoren. Automess, Ladenburg Bos AJJ, Draaisma FS en Okx WJC. Inleiding tot de stralingshygiëne. SDU uitgevers, Den Haag, 2007 Besluit van 16 juli 2001, houdende vaststelling van het Besluit stralingsbescherming. Staatscourant 397, SDU, Den Haag, 2001 Poley AD en van Hienen JFA. Controle op besmetting van personen en goederen bij kernongevallen - Hoofdrapport. ECN-publicatie ECN-CX-92—020, Petten, 1992 Van Hienen JFA en Poley AD. Controle op besmetting van personen en goederen bij kernongevallen – Technisch rapport. ECN-publicatie ECN-CX-92—021, Petten, 1992 Richtlijn 96/29/Euratom van de Raad van 13 mei 1996 tot vaststelling van de basisnormen voor de bescherming van de gezondheid der bevolking en der werkers tegen de aan ioniserende straling verbonden gevaren. Publicatieblad van de Europese Gemeenschappen L 159, 1996 International Commission on Radiological Protection. Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication no. 26, Annals of the ICRP 1(3), Pergamon Press, Oxford, 1977 International Commission on Radiological Protection. Protection against ionizing radiation from external sources used in medicine. ICRP Publication no. 33, Annals of the ICRP 9(1). Pergamon Press, Oxford, 1982 International Commission on Radiological Protection. 1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication no. 60, Annals of the ICRP 21(1-3). Pergamon Press, Oxford, 1991 International Commission on Radiological Protection. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection . ICRP Publication no. 103, Annals of the ICRP 37(2-4), Elsevier, 2007 International Commission on Radiation Units and Measurements. Determination of Dose Equivalents from External Radiation Sources - Part 2. ICRU Report 43. Bethesda MD, 1988 International Commission on Radiation Units and Measurements. Quantities and units in radiation protection dosimetry. ICRU Report 51, Bethesda MD, 1993 Nederlands Instituut voor Brandweer en Rampenbestrijding Radiologische meetstrategie brandweer. VROM-uitgave, Den Haag, 2003 Nederlands Instituut voor Brandweer en Rampenbestrijding Leidraad kernongevallenbestrijding. VROM-uitgave, Den Haag, 2004 Responsplan Nationaal Plan Kernongevallenbestrijding, versie 3 VROM. Nationaal Plan voor de Kernongevallenbestrijding. (Tweede Kamer, vergaderjaar 19881989, 21015, nr.3). VROM publicatie 90044/2-89 1174/26, SDU, Den Haag, 1989 Nederlandse Vereniging voor Stralingshygiëne. Vervoer van radioactieve stoffen over de weg in Nederland en België – Handleiding voor de praktijk. NVS-publicatie nr. 32, Utrecht, 2002 Smetsers RCGM and Blaauboer RO. Variations in Outdoor Radiation Levels in The Netherlands. Thesis Rijksuniversiteit Groningen, ISBN 90-367-0621-1, 1996 United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and effects of ionizing radiation – Volume 1: Sources en Volume II: Effects. UNSCEAR report 2000 to United Nations. New York, 2000 Verhoef NB en van Hienen JFA. Maatgevende scenario’s voor ongevallen met categorie Bobjecten. VROM-uitgave, Den Haag, 2004

RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN

Recommend Documents