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
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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.
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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].
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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:
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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]).
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
(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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
gray [Gy]. De dosis die per tijdseenheid wordt geabsorbeerd noemen we dosistempo, D̊ , en heeft als eenheid
[Gy/s]16. 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 meetapparatuur van de Brandweer meet de grootheid kermatempo in lucht, K̊ air, als maat voor het γ-stralingsniveau.
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
• 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).
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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
Radioactiviteit worden in H̊ *(10) uitgedrukt. De aflezing van de huidige handmonitoren van de Brandweer is
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
in de buurt van de 1250 keV (60Co) komt dat overeen met een omgevingsdosisequivalenttempo H̊ *(10) van
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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’.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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]
Figuur 5.2 Effect van regenval op het omgevingsdosisequivalenttempo, H̊ *(10)
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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.
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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 omgevingsdosisequivalenttempo, H̊ *(10), dat gegeven wordt door de formule:
H̊ *(10) (r) = ΓH*(10) × A/r2
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
Belangrijkste γ’s
Bron-constante (uitgedrukt in H̊ *(10)) Halveringsdikte lood
(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
de ooglens. Het is daarom van belang om het equivalente (orgaan)dosistempo t.g.v. de β-bron, H̊ T, af te kunnen
schatten. Als vuistregel kan daarvoor de volgende formule gebruikt worden:
H̊ T(r) ≈ 10 × A/r2
(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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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 omgevingsdosisequivalenttempo23, H̊ *(10) (µSv/h). Er is ook nog meetapparatuur van Automess in gebruik waarbij de metingen
van het externe stralingsniveau uitgelezen wordt in luchtkermatempo, K̊ air (µGy/h). In beide gevallen betreft het
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
• 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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
Tabel 6.6 Toelaatbaar dosistempo (H̊ *(10), in mSv/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
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
0,005 < H̊ *(10) ≤ 0,5 mSv/h
H̊ *(10) < 10 µSv/h
III-GEEL
7C
1 < TI ≤ 10
0,5 < H̊ *(10) ≤ 2 mSv/h
10 < H̊ *(10) < 100 µSv/h
III-GEEL (excl. gebruik)
7C
> 10
2 < H̊ *(10) ≤ 10 mSv/h
H̊ *(10) > 100 µSv/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
•
•
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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.
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
Effectieve dosis 48 uur
Schuilen
10 mSv
Effectieve dosis 48 uur
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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
omgevingsdosisequivalenttempo, H̊ *(10) bepalen. De gemiddelde meetnetdichtheid is ongeveer 15 km, maar de
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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.
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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).
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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.
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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
RADIOLOGISCH HANDBOEK HULPVERLENINGSDIENSTEN
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
ACHTERGRONDINFORMATIE VOOR SPECIALISTEN VAN BRANDWEER EN GHOR
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