Alles om ons heen is in zekere mate radioactief. Radioactiviteit is een volkomen natuurlijk verschijnsel. Zelfs ons lichaam is licht radioactief. De mens heeft het verschijnsel van de radioactiviteit dus niet "uitgevonden", maar rond de vorige eeuwwisseling door observatie "ontdekt". Sedertdien heeft de mens ook kunstmatig radioactieve stoffen geproduceerd en voor diverse doeleinden gebruikt, meestal vredelievende, maar helaas ook vernietigende.
"Naar de kern van de materie" legt uit wat radioactiviteit nu eigenlijk is. Er bestaan drie soorten straling. In "Waar zit het gevaar?" vind je uitleg over de juiste aard van het gevaar dat verbonden is met radioactiviteit. De mens heeft een hele reeks gereedschappen en technieken ontwikkeld en verfijnd om zich te beschermen. Radioactiviteit kan men meten. Radioactief verval betekent dat radioactiviteit dooft met de tijd.
Radioactiviteit speelt zich af op het niveau van het oneindig kleine Radioactiviteit is een natuurlijk verschijnsel dat zich afspeelt op het niveau van de bouwstenen van de materie, het oneindig kleine: dat van de atoomkernen. Om het verschijnsel radioactiviteit te verstaan moeten we een duik nemen in de kern van de materie. Wat is dat nu, een atoom? Als we inzoomen op om het even welke materie tot op het allerkleinste niveau, dan komen we uiteindelijk terecht bij de atomen. Elk atoom bestaat uit een centrale kern van positief geladen protonen en neutrale neutronen, omgeven door een "wolk" of "schil" van negatief geladen elektronen. Je moet je een atoom voorstellen als een minuscuul zonnestelsel, met de zon in het midden (de atoomkern) en planeten die er rond cirkelen (de elektronen).
Sommige atoomkernen zijn onstabiel Meestal zijn atomen stabiel. Om stabiel te zijn moet er een evenwicht zijn tussen de aantallen verschillende deeltjes (protonen en neutronen) in de kern. Bij sommige atomen is dat evenwicht verstoord. Er zijn te veel protonen in vergelijking met het aantal neutronen, of te veel neutronen in vergelijking met het aantal protonen, of zelfs te veel van beide. Er is een teveel aan energie in de kern. Men zegt van deze atoomkern dat hij onstabiel of radioactief is. Stoffen die dit soort atoomkernen bevatten, noemt men radioactief. Onstabiele atoomkernen moeten hun te veel aan energie kwijt
Vroeg of laat ondergaat elke onstabiele atoomkern vanzelf een verandering om zijn overtollige energie kwijt te raken. Die overtollige energie wordt afgestoten in de vorm van deeltjes of zuivere energie (elektromagnetische golven). Dit proces noemt men radioactief verval. Wanneer gebeurt dat? Dat is nooit te voorspellen: het gebeurt spontaan en toevallig. Hoeveel energie wordt afgestoten? Tot een evenwicht in de kern bereikt is. Dat kan in verschillende stappen gebeuren. Zo dooft de activiteit van een radioactief materiaal geleidelijk aan uit tot zij nagenoeg volledig verdwenen is. Het verval gaat zolang door totdat de onstabiele kern stabiel en niet radioactief is geworden.
De straling van radioactieve stoffen is ioniserend
De stralen van de zon geven energie af in de vorm van warmte. De stralen van radioactieve stoffen geven ook energie af. Wanneer deze stralen door materie gaan, botsen ze met atomen of moleculen waaraan ze dan een deel van hun energie overdragen. Bij die botsing kan een elektron weg worden geschoten uit een atoom of kan een atoom en/of molecule een elektron opnemen. Zo ontstaat een elektrisch geladen atoom of molecule, een ion. Dat verschijnsel noemt men ionisatie. Daarom noemt men straling van radioactieve stoffen ioniserend omdat hij voor ionisatie zorgt bij contact met de materie. Wat is nu het verschil tussen zonnestralen en ioniserende straling? Zonnestralen geven relatief weinig energie af, terwijl ioniserende straling zo veel energie afgeeft dat ze veranderingen kan veroorzaken in de materie waarin ze doordringt.
Gammastralen
Er zijn verschillende manieren waarop onstabiele atoomkernen naar meer evenwicht zoeken. Eén manier is het uitzenden van gammastralen. Dit zijn stralen van zuivere energie, zonder massa. Zoals alle elektromagnetische golven verplaatsen zij zich met de snelheid van het licht: 300.000 kilometer/seconde. Hun energie wordt bepaald door hun frequentie: het aantal golven per seconde. Gammastralen hebben een groot doordringingsvermogen in de omringende materie. Ze kunnen slechts afgeremd worden door zware stoffen zoals ijzer, beton, lood van enkele centimeters tot meters dikte, afhankelijk van de intensiteit. Gammastraling kan honderden meters lucht doorkruisen zonder noemenswaardig te verzwakken. Alfa- en bètastralen Alfa- en bètastralen zijn geen golven. Het zijn energierijke deeltjes die uitgestoten worden uit onstabiele atoomkernen. Bij alfastralen zijn de energiedeeltjes relatief groot en zwaar – het zijn heliumatomen bestaande uit twee protonen en twee neutronen. Hierdoor zijn alfastralen niet zeer doordringend en worden ze snel afgeremd. Een blad papier of een luchtlaag van 3 cm volstaan al om ze tegen te houden. Deze deeltjes worden met een snelheid van 16.000 km/seconde van de atoomkern weggeslingerd.
Bètastralen zijn lichtere energiedeeltjes (elektronen). Zij worden van de atoomkern weggeslingerd met een snelheid van 270.000 km/seconde. Ze worden bijvoorbeeld tegengehouden door een aluminiumplaat van enkele millimeter of door 3 meter lucht.
Het gevaar zit in de ioniserende straling Radioactieve stoffen zenden ioniserende stralen uit. Die kunnen wijzigingen aanbrengen in de structuur van de materie waarin ze doordringen. Hoe gebeurt dit? Door hun sterk energetisch karakter kan ioniserende straling elektronen wegslaan uit atomen die ze op haar weg tegenkomt (ionisatie). Dit kan celschade veroorzaken. Nu is ionisatie een constant verschijnsel, ook in ons lichaam. We staan immers onafgebroken bloot aan ioniserende straling. Ons lichaam heeft echter een doeltreffend herstelmechanisme: het produceert voortdurend nieuwe cellen. Soms evenwel is de schade door bestraling onherstelbaar. In dit geval, kunnen de aangetaste cellen afsterven (vroege stralingseffecten) of voortleven in een gewijzigde vorm. Ze hebben een mutatie ondergaan (vertraagde stralingseffecten). Hoe groot is het gevaar? Deze vraag is moeilijk te beantwoorden. De grootte van het gevaar is afhankelijk van verschillende factoren, zoals de duur van de blootstelling, de intensiteit van de bestraling, het type straling (alfa, bète, gamma), en of het lichaam helemaal of slechts gedeeltelijk werd blootgesteld. Vroege stralingseffecten De blootstelling aan een hoge dosis straling kan leiden tot het afsterven van zo veel cellen dat ons lichaam ze niet snel genoeg kan vervangen. Ernstige symptomen, zoals huidverbranding, braken, duizeligheid, hoofdpijn of interne bloedingen, zijn het gevolg. Bij een uitzonderlijk hoge dosis kan een persoon na enkele dagen of weken sterven. Vertraagde stralingseffecten Als radioactieve deeltjes ingenomen of ingeademd worden, nestelen zich in bepaalde organen. Als een radioactief atoom daaruiteenvalt en energie afgeeft, kan het een naburige cel beschadigen. De groei van iedere cel in het lichaam wordt geregeld door genen. Ze bepalen wanneer en hoe zo'n cel zich deelt. Als die genen met regelende functie schade oplopen, kan een onbeheerste, op hol geslagen celdeling ontstaan. In sommige gevallen zal het resultaat van zo'n deling kanker zijn. Een dergelijke kanker kan er tientallen jaren over doen om tot ontwikkeling te komen. Er zijn studies uitgevoerd op bevolkingsgroepen die zijn blootgesteld aan een uitzonderlijk hoge dosis straling, onder meer bij de overlevenden van de atoomexplosies van Hiroshima en Nagasaki. Daaruit blijkt dat zeer hoge doses kunnen leiden tot een verhoogd kankerrisico en mogelijk ook tot genetische schade. Deze effecten kunnen niet worden vastgesteld bij elk blootgesteld individu; ze komen willekeurig voor bij de bestraalde populatie.
Bescherming is mogelijk Door uitgebreid onderzoek weten we veel over ioniserende straling. Gewapend met die kennis heeft de mens gereedschappen en technieken ontwikkeld en verfijnd om zich te beschermen.
Bescherming is noodzakelijk Als je vreest dat de zon schade aan je huid zal berokkenen, kan je een aantal voorzorgen nemen: onder een parasol gaan zitten of je insmeren met een zonnebrandolie. Met ioniserende straling is het niet anders: wie met radioactieve stoffen omgaat, moet zich beschermen tegen straling en tegen besmetting. Hoe kunnen we ons beschermen tegen straling? De gereedschappen en technieken om ons te beschermen tegen ioniserende straling zijn gebaseerd op de volgende principes:
Duur van de blootstelling Hoe korter de blootstellingsduur, hoe kleiner de stralingsdosis.
Afstand tot de bron Hoe verder de radioactieve bron verwijderd is, hoe kleiner de dosis.
Afscherming en insluiting Water, glas, lood, beton en veel andere materialen schermen straling doeltreffend af. Het inkapselen of insluiten van radioactieve stoffen gaat de verspreiding ervan tegen. Aangepaste kledij en maskers beperken het risico op besmetting.
Bestaan er wetten die stralingsbescherming verplichten? Ja, er bestaan wel degelijk regels voor stralingsbescherming. Die worden internationaal uitgewerkt. Ze worden dan opgenomen in internationale en nationale reglementeringen. België beschikt over een Koninklijk besluit dat de beschermingsmaatregelen precies omschrijft. Het wordt regelmatig aan de wetenschappelijk-technische vooruitgang aangepast. Het gaat over het Koninklijk besluit (en zijn aanvullingen) van 26 februari 1963, gewijzigd door het Koninklijk besluit van 20 juli 2001 (dat van kracht werd op 30 augustus 2001) houdende algemeen reglement op de bescherming van de bevolking, van de werknemers en het leefmilieu tegen het gevaar van de ioniserende stralingen (zie tekst op de website van het FANC).
Waarop is de regelgeving inzake stralingsbescherming gebaseerd? De Internationale Commissie voor Stralingsbescherming (ICRP) beveelt een systeem aan dat op drie principes gebaseerd is. 1.
Het principe van de rechtvaardiging van de praktijk De voordelen van radioactiviteit moeten opwegen tegen de nadelen.
2.
Het principe van de optimalisering van de bescherming De doses moeten zo laag gehouden worden als redelijkerwijze mogelijk is. Hierbij wordt rekening gehouden met economische en sociale factoren. In het vakjargon noemt men dit het ALARA-principe ("As Low As Reasonably Achievable").
3.
Het principe van de individuele dosislimieten Zowel voor de bevolking als voor de werknemers die door hun beroep blootgesteld worden, zijn individuele dosislimieten bepaald.
Welke zijn de wettelijk vastgelegde, individuele dosislimieten? De dosislimieten in België zijn vastgelegd in het koninklijk besluit (en zijn aanvullingen) van 26 februari 1963, gewijzigd door het koninklijk besluit van 20 juli 2001 (dat van kracht werd op 30 augustus 2001) houdende algemeen reglement op de bescherming van de bevolking, van de werknemers en het leefmilieu tegen het gevaar van de ioniserende stralingen (zie tekst op de website van het FANC). De maximale dosis waaraan een burger kan worden blootgesteld bovenop de natuurlijke achtergrondstraling werd teruggebracht tot 1 mSv gemeten over 12 opeenvolgende maanden. Voor de beroepshalve aan ioniserende straling blootgestelde personen bedraagt de maximale dosis 20 mSv gemeten over 12 opeenvolgende maanden. Ter vergelijking: gemiddeld wordt ieder van ons in België blootgesteld aan 2 à 10 mSv per jaar tengevolge van de kosmische straling en de radioactieve stoffen die aanwezig zijn in de natuur, in de bodem en in bouwmaterialen. Dit varieert immers van plaats tot plaats. Voor de medische toepassingen bedraagt de gemiddelde jaarlijkse dosis in Europa ongeveer 1 mSv.
Men kan radioactiviteit zeer nauwkeurig meten Straling van radioactieve stoffen kunnen we op geen enkele manier waarnemen met onze zintuigen. Toch heeft de mens uiterst precieze meetinstrumenten en eenheden ontwikkeld waarmee zelfs de kleinste hoeveelheid straling kan worden gemeten.
Meeteenheden De verschillende meeteenheden die hieronder in detail besproken worden, kunnen verwarrend zijn bij een eerste kennismaking. Daarom eerst deze vergelijking tussen een radioactieve bron, die ioniserende straling uitzendt, en een appelboom waaruit de appels op een persoon vallen. Het aantal appels dat uit de boom valt, meten we in het kader van radioactiviteit met de Becquerel. De energie die de appels overbrengen op de persoon, meten we bij radioactiviteit met de Gray. De builen die de appels veroorzaken bij de persoon, meten we bij radioactiviteit met de Sievert. De eenheid voor activiteit van een radioactieve stof: Becquerel De eenheid voor de meting van radioactiviteit is de Becquerel, afgekort tot Bq. De Becquerel meet de hoeveelheid straling die een radioactieve stof uitzendt. Eén Becquerel komt overeen met één desintegratie per seconde. Het water in de oceanen bijvoorbeeld heeft een radioactiviteit van ongeveer 12 Bq per liter. Het menselijk lichaam heeft een gemiddelde radioactiviteit van ongeveer 120 Bq per kilogram. De eenheid voor de geabsorbeerde dosis: Gray Ioniserende straling draagt energie over op weefsel. De hoeveelheid energie die wordt overgedragen op een bepaalde hoeveelheid weefsel noemen we de geabsorbeerde dosis. Deze wordt uitgedrukt in Gray (Gy). Eén Gray stemt overeen met 1 Joule/kilogram. De eenheid voor de equivalente dosis: Sievert Sommige soorten straling veroorzaken meer ionisatie dan andere. Alfastralen meer dan bèta- en gammastralen. Om hiermee rekening te houden wordt de geabsorbeerde dosis vermenigvuldigd met een factor om te komen tot de equivalente dosis. Deze laatste wordt uitgedrukt in Sievert (Sv). De eenheid voor de (effectieve) dosis: milliSievert Sommige weefsels en organen zijn gevoeliger voor straling dan andere (genitale klieren meer dan botten bv.). Om hiermee rekening te houden wordt de equivalente dosis gewogen met een specifieke risicofactor voor elk weefsel of orgaan om de effectieve dosis te krijgen. Dit systeem biedt het voordeel dat alle soorten menselijke blootstelling aan ioniserende straling kunnen worden uitgezet op één risicoschaal. De effectieve dosis, vaak kortweg dosis genoemd, wordt aangegeven Sievert. Deze waarde is zeer laag; daarom spreken we vaak van milliSievert (mSv).
Radioactiviteit dooft met de tijd Zoals een vuur na verloop van tijd dooft, zo gaat het ook met de activiteit van radioactieve stoffen. Telkens als een radioactieve atoomkern energie afgeeft om een beter evenwicht te bereiken tussen zijn aantal protonen en neutronen, verandert hij in een variant, die al dan niet zelf radioactief is. Er rest dus een steeds verder afnemende hoeveelheid van de oorspronkelijke radioactieve stof. Dit “uitdoven” van radioactiviteit noemt men radioactief verval.
Altijd volgens hetzelfde patroon Het precieze moment waarop een specifieke atoomkern energie afstoot, kan niet worden voorspeld. Niettemin bevatten ook heel kleine hoeveelheden van stoffen vele miljoenen atomen en zijn er natuurwetten die het vervalpatroon van radioactieve stoffen voorspellen. Meer nog, alle radioactieve stoffen vervallen volgens hetzelfde patroon: het exponentiële patroon.
De halveringstijd van radioactieve stoffen De tijd waarin de helft van de radioactieve stof verdwijnt, wordt uitgedrukt met het begrip halveringstijd. Aantal halveringsperioden
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
% van de oorspronkelijke stof
1/2
1/4
1/8
1/16
1/32
1/64
1/128
1/256
1/512
1/1024
Zoals aangewezen in de tabel hierboven, na 10 halveringsperiodes blijft nog slechts een duizendste van de oorspronkelijke stof over!
Alle radioactieve stoffen hebben een welbepaalde halveringstijd, sommige van maar enkele seconden, andere van duizenden of zelfs miljoenen jaren. Niets of niemand kan hieraan iets veranderen. Hieronder volgen enkele voorbeelden van radioactieve stoffen en hun halveringstijden.
Toepassingsgebied
Halveringstijd
Jodium-123
nucleaire geneeskunde: diagnostiek
13 uur
Iridium-192
nucleaire geneeskunde: therapie
74 dagen
Kobalt-60
nucleaire geneeskunde: therapie
5,27 jaar
Cesium-137
nucleaire geneeskunde: therapie
30 jaar
Koolstof-14
ouderdomsbepaling van materialen
5.730 jaar
Plutonium-239
productie kernbrandstof
24.065 jaar
Uranium-235
productie kernbrandstof
704.000.000 jaar
Atoom Het kleinste deeltje van een chemisch element dat niet verder deelbaar is langs chemische weg. Elk atoom bestaat uit een kern van positief geladen protonen en neutrale neutronen, omgeven door een 'wolk' of 'sluier' van negatief geladen elektronen die om de kern cirkelen op één of meer banen. Atomen gedragen zich naar buiten toe elektrisch neutraal, omdat het aantal protonen in de kern en het aantal elektronen in de wolk gelijk is. Atomen zijn zeer klein: in een waterdruppel bevinden zich ongeveer 6.000 triljoen (21 nullen na de 6) atomen. Elektron Negatief geladen elementair deeltje (behoudens tegenspecificatie) dat zich rond de positief geladen kern bevindt. De elektronen bepalen de chemische eigenschappen van het atoom. Element Stof die volledig bestaat uit atomen met hetzelfde atoomnummer en die niet verder ontbonden kan worden langs chemische weg. Er zijn momenteel 112 elementen bekend, waarvan 92 natuurlijke en 20 kunstmatige. Elk element heeft een specifiek aantal protonen, het zogenaamde atoomnummer Z, in zijn kern. Enkele voorbeelden hiervan zijn waterstof (Z = 1), koolstof (Z = 6), goud (Z = 79), lood (Z = 82) en uranium (Z = 92). Radio-element Chemisch element dat radioactief is. Een zelfde radio-element kan, al naar gelang het geval, van natuurlijke of kunstmatige oorsprong zijn. Isotoop: Isotopen zijn atomen van eenzelfde chemisch element, met hetzelfde atoomnummer, maar met een verschillend massagetal. Ze hebben dus hetzelfde aantal protonen en elektronen, maar een verschillend aantal neutronen in hun kernen. Men spreekt van de isotopen van een element. Zo zijn bijvoorbeeld koolstof-12, koolstof-13 en koolstof-14 isotopen van het element koolstof. Isotopen van een zelfde element hebben dezelfde chemische eigenschappen, maar hun fysische eigenschappen kunnen verschillend zijn. Koolstof-12 en koolstof-13 bijvoorbeeld, zijn stabiel, terwijl koolstof-14 radioactief is. Radioactiviteit Fysisch verschijnsel gekenmerkt door de desintegratie, dit is de reorganisatie, van onstabiele atoomkernen. Deze desintegratie gaat gepaard met het uitzenden van ioniserende straling. Na één of meer desintegraties is de onstabiele kern veranderd in een stabiele, niet-radioactieve kern. Besmetting (radioactieve) Aanwezigheid van radioactieve stoffen in materiaal, aan de oppervlakte van voorwerpen of op elke plaats waar die aanwezigheid niet gewenst is of schadelijke gevolgen kan hebben. Bij de mens maakt men een onderscheid tussen uitwendige en inwendige besmetting. Bij inwendige besmetting zijn radioactieve deeltjes aanwezig in het lichaam, bijvoorbeeld door inademing of door inname van voedsel, vloeistof of gas besmet met radioactieve stoffen. Bij uitwendige besmetting komen de radioactieve stoffen in aanraking met de huid of met uitwendige delen van het organisme. Bestraling Blootstelling van een levend organisme of van een stof aan ioniserende straling. Natuurlijke ioniserende straling In de natuur aanwezige ioniserende straling, bij afwezigheid van een nucleaire installatie of een kunstmatige radioactieve bron. Deze straling is te wijten aan de kosmische straling en aan de radio-isotopen die van nature aanwezig zijn in de aardkorst en in de lucht. Ontmanteling: Nucleaire installaties die definitief stilgelegd zijn, worden zorgvuldig ontsmet en ontmanteld, zodat ze geen enkel radiologisch risico meer vormen. De besmette oppervlakken worden gereinigd en de infrastructuur wordt afgebroken. Als ze volledig ontsmet zijn, kunnen de gebouwen eventueel voor andere doeleinden gebruikt worden, of gewoon afgebroken. Ontsmette materialen en uitrusting kunnen gerecycleerd worden, of als industrieel afval afgevoerd. De vloeistoffen die voor de ontsmetting gebruikt werden en de materialen die niet ontsmet kunnen worden, vormen radioactief afval. Dit radioactief ontmantelingsafval is grotendeels laagactief en heeft meestal een korte halveringstijd. In België heeft men al ervaring met ontmanteling, bij Eurochemic (de voormalige opwerkingsfabriek op de site van Belgoprocess in Dessel) en bij SCK in Mol, waar de proef-kernreactor BR3 ontmanteld wordt. Dit is het eerste ontmantelingsproject van een drukwater-reactor in Europa. Splijtstof: Splijtstof of kernbrandstof is de energiebron van kerncentrales. In de kernreactor van de centrale wordt de kern van het splijtstof-atoom gesplitst in ten minste twee andere kernen (kernsplijting). Dit gebeurt via een gecontroleerde kettingreactie. De energie die ingesloten is in de kernen komt vrij in de vorm van warmte. Voorbeelden van splijtstoffen zijn uranium-235 en plutonium-239. Verrijkte splijtstoffen: Verrijking is de techniek om het gehalte van een bepaald isotoop in een chemische stof te vergroten. Natuurlijk uranium bijv. bestaat slechts voor 0,72 % uit het gemakkelijk splijtbare isotoop uranium-235. In veel kerncentrales wordt kernbrandstof met een gehalte aan uranium-235 van 3 tot 4 % gebruikt. Via diverse procédés (gasdiffusie, ultracentrifugatie, selectieve opwekking door laser) kan de concentratie van isotoop 235 verhoogd worden, ten opzichte van isotoop 238 die hoofdzakelijk aanwezig is in natuurlijk uranium. Dan spreken we van ‘verrijkt uranium’.
Verwerken: Het omvormen van radioactief afval in een stabiel eindprodukt dat klaar is voor opslag en/of berging. Men moet daarom het volume ervan reduceren en de radioactiviteit verminderen. Om de juiste verwerkingsmethode te kunnen kiezen, wordt het afval onderverdeeld in categorieën, met elk een andere manier van verwerking. De belangrijkste criteria bij de onderverdeling zijn: niveau van radioactiviteit (hoog - laag - middel), de aard van afval (vast, vloeibaar of gas) en enkele fysische eigenschappen (brandbaar, samendrukbaar...). Conditioneren: Het inkapselen van verwerkt radioactief afval in een stevige, waterbestendige massa (cement, bitumen of glas) waardoor het radioactief afval kan worden vervoerd en opgeslagen, in afwachting van zijn berging. Het doel van conditionering is het afval in te sluiten zodat de radioactieve stoffen zich niet in de biosfeer kunnen verspreiden. Alfastraling: Straling waarbij alfadeeltjes worden uitgezonden. Dit zijn positief geladen deeltjes die door sommige radioactieve stoffen worden uitgezonden. De alfadeeltjes zijn relatief groot en zwaar – het zijn heliumatomen bestaande uit twee neutronen en twee protonen. Hierdoor zijn alfastralen niet zeer doordringend en worden ze snel afgeremd. Een blad papier of een luchtlaag van 3 cm volstaan al om alfastraling tegen te houden. Alfadeeltjes worden met een snelheid van 16.000 km/seconde van de atoomkern weggeslingerd. Alfastraling is wel sterk ioniserend, dit wil zeggen dat ze gemakkelijk wijzigingen aanbrengen in de structuur van de materie waarin ze doordringen. Alfastraling slaat dus gemakkelijk elektronen weg uit de atomen die ze op haar weg tegenkomt, omdat de alfadeeltjes al hun energie afstaan over een klein traject. Betastraling: Sommige onstabiele atoomkernen zenden bètadeeltjes uit: elektronen (negatief geladen) of positronen (positief geladen). Dit zijn lichtere energiedeeltjes: zij worden van de atoomkern weggeslingerd met een snelheid van 270.000 km/seconde. Bètadeeltjes kunnen worden tegengehouden, bijvoorbeeld door een aluminiumplaat van enkele millimeters dik. Hun reikwijdte in de lucht bedraagt ongeveer 3 meter. Gammastraling: Op zoek naar evenwicht, zenden sommige onstabiele atoomkernen gammastralen uit. Dit zijn stralen van zuivere energie, zonder massa. Zoals alle elektromagnetische golven verplaatsen zij zich met de snelheid van het licht: 300.000 km/seconde. Gammastraling is van dezelfde aard als licht of röntgenstralen, maar bezit veel meer energie. Gammastraling is zeer doordringend en kan enkel doeltreffend worden geabsorbeerd door zware stoffen zoals ijzer, beton of lood, of ook door een voldoende dikke laag water. De dikte die nodig is om gammastraling af te schermen, kan gaan van enkele centimeters tot enkele meters, afhankelijk van de energie en de intensiteit van de straling. Gammastraling kan honderden meters lucht doorkruisen zonder noemenswaardig te verzwakken. Opslag: Het plaatsen van radioactief afval in een nucleaire installatie waarin het van de biosfeer geïsoleerd is en onder permanente controle staat. Het is een voorlopige toestand, in afwachting van de definitieve berging. Het Belgisch radioactief afval wordt tijdelijk opgeslagen bij Belgoprocess in Dessel. De opslaggebouwen werden zo ontworpen dat ze de mens en het leefmilieu beschermen tegen de mogelijke schadelijke effecten van radioactief afval: hoe actiever het afval, hoe dikker de muren. Bovendien is elk van deze gebouwen uitgerust met de gepaste afscherming en, indien nodig, met systemen voor bediening op afstand. Berging: Het definitief onderbrengen van radioactief afval in een speciaal hiervoor gebouwde structuur. Dit is nodig, want sommige stoffen in het radioactieve afval blijven radioactief gedurende periodes die de levensduur van de opslaggebouwen ruim overtreffen. Daarom bestudeert NIRAS sinds vele jaren welke de mogelijke oplossingen zijn om radioactief afval definitief te isoleren van mens en milieu. Bij berging worden de vaten met het afval zo gestockeerd dat er geen actieve tussenkomst van de toekomstige generaties meer nodig is, zonder nochtans een dergelijke tussenkomst uit te sluiten, mochten zij dit nodig achten. Het radioactief afval in een bergingsinstallatie blijft geïsoleerd van mens en milieu zolang de radioactiviteit niet door natuurlijk verval verzwakt is tot een niveau dat nog maar een fractie vormt van de natuurlijke straling waaraan ieder van ons permanent wordt blootgesteld. In België worden twee bergingssystemen bestudeerd: oppervlakteberging voor laagradioactief en kortlevend afval en diepe (geologische) berging voor middel- en hoogradioactief en langlevend afval. De studies van NIRAS over berging van radioactief afval bevinden zich momenteel nog in een fase van onderzoek en ontwikkeling. Tot nog toe werd in België geen enkele berging gerealiseerd. Diepe berging: Bergingsconcept voor langlevend en/of middel- en hoogactief afval (ook mogelijk voor laagactief en kortlevend afval). Bij diepe berging wordt de bergingsinfrastructuur gebouwd in diepe grondlagen die op een geologische tijdschaal zeer lang stabiel gebleven zijn. Dergelijke lagen bieden op zeer lange termijn genoeg bescherming tegen de mogelijk nadelige gevolgen van ioniserende stralingen. In België voert men onderzoek naar de berging in kleilagen. Elders worden ook graniet- en zoutlagen onderzocht. Oppervlakteberging Dient voor de berging van laagradioactief en kortlevend afval. Bij oppervlakteberging wordt radioactief afval geborgen in betonnen bunkers aan de oppervlakte. Die bunkers worden dan overdekt met verschillende lagen grond en ondoorlatende materialen die extra barrières gaan vormen om binnendringen van water te voorkomen. Zo ontstaat een soort heuvel of ‘tumulus’. Opwerking: De kernbrandstof die in kerncentrales gebruikt is, kan verwerkt worden. De nog bruikbare kernbrandstof (uranium en plutonium) kan gescheiden worden van de splijtingsproducten. Dit chemisch proces noemt men opwerking. Het splijtbare product wordt verder verwerkt tot nieuwe kernbrandstof, de splijtingsproducten zijn afval.
Radionuclide: Radioactieve nucleïde, of met andere woorden, radioactieve isotoop van een chemisch element. Dus een element met onstabiele kern die spontaan vervalt (desintegreert) en daarbij ioniserende straling uitzendt. Er zijn ongeveer 2 500 verschillende nucleïden bekend, verdeeld over 112 chemische elementen. Daarvan zijn er meer dan 2 200 radioactief. Halveringstijd: Zoals een vuur na verloop van tijd dooft, zo gaat het ook met de activiteit van radioactieve stoffen. Telkens als een radioactieve atoomkern energie afgeeft om een beter evenwicht te bereiken tussen zijn aantal protonen en neutronen, verandert hij in een variant, die al dan niet zelf radioactief is. Er rest dus een steeds verder afnemende hoeveelheid van de oorspronkelijke radioactieve stof. Dit “uitdoven” van radioactiviteit noemt men radioactief verval. De tijd waarin de helft van de radioactieve stof verdwijnt, wordt uitgedrukt met het begrip halveringstijd. Alle radioactieve stoffen hebben een welbepaalde halveringstijd, sommige van maar enkele seconden, andere van duizenden of zelfs miljoenen jaren. Niets of niemand kan hieraan iets veranderen. Een korte halveringstijd is korter dan 30 jaar en een lange halveringstijd is langer dan 30 jaar. Na 10 halveringstijden is de radioactiviteit ongeveer duizend maal zwakker geworden dan in het begin. Bequerel: De eenheid voor de meting van radioactiviteit is de Becquerel, afgekort tot Bq. De Becquerel meet de hoeveelheid straling die een radioactieve stof uitzendt. Eén Becquerel komt overeen met één desintegratie van een radionuclide per seconde. Het water in de oceanen bijvoorbeeld heeft een radioactiviteit van ongeveer 12 Bq per liter. Het menselijk lichaam heeft een gemiddelde radioactiviteit van ongeveer 120 Bq per kilogram.
