Radioactiviteit en de mogelijke gevolgen voor mensen n.a.v. het ongeval in Fukushima op 11 maart 2011

Wat is radioactiviteit? Alles wat we kunnen waarnemen is gemaakt uit hele kleine bouwstenen, die atomen genoemd worden. Deze atomen bestaan op hun beurt uit een atoomkern en een ‘wolk’ van elektronen er rond:

Wat is radioactiviteit?

Wat is radioactiviteit? De kern van een atoom bestaat uit een mengeling van neutronen en protonen. Het aantal neutronen en protonen kan verschillen. Als deze aantallen niet ‘in evenwicht’ zijn, dan wordt de kern van dat atoom onstabiel genoemd.

Wat is radioactiviteit? Een atoomkern is onstabiel omdat: dat gewoon in de natuur zo is hij met een ander deeltje is gebotst, dat bij die botsing in de kern wordt opgenomen. Zo’n onstabiele atoomkern heeft de neiging om te splitsen en als dat gebeurt, dan ontstaan er lichtere atomen, straling en energie.

Wat gebeurt er nu in de kern van een kerncentrale? In de kerncentrales in België wordt Uranium als energiebron gebruikt. Dit Uranium wordt in lange buizen gestopt, die dan in de kern van de reactor geladen worden.

Wat gebeurt er nu in de kern van een kerncentrale? Daar ontstaat dan een ‘kettingreactie’: Een Uranium-atoomkern wordt geraakt door een rondvliegend neutron Hierdoor wordt de kern onstabiel de kern splitst Hierbij komt warmte vrij, waarmee het water in de kern wordt opgewarmd en waar elektriciteit mee wordt geproduceerd… Hierbij komt ook straling vrij… En hierbij komen ook meerdere nieuwe rondvliegende neutronen vrij, die op hun beurt met een Uranium-atoomkern botsen… Hierdoor worden weer nieuwe Uranium-atoomkernen onstabiel…

Wat gebeurt er nu in de kern van een kerncentrale?

Wat gebeurt er nu in de kern van een kerncentrale? De neutronen die vrijkomen bij de splitsing van het Uranium worden dus gebruikt om nieuwe Uranium atomen te doen splitsen. De warmte die vrijkomt bij de splitsing van het Uranium, wordt gebruikt om water op te warmen en stoom te maken. Deze stoom doet een turbine draaien, en met die turbine wordt elektriciteit (‘stroom’) opgewekt.

Wat gebeurt er nu in de kern van een kerncentrale? Enkel de straling die vrijkomt van de splitsing van Uranium, wordt dus eigenlijk niet gebruikt. Het wordt een ‘bijproduct’ van de splitsing genoemd. De straling is niet alleen niet nuttig, maar bovendien ook schadelijk voor de mensen in de omgeving van de reactor.

Waarom is radioactieve straling schadelijk? Het menselijk lichaam ‘vernieuwt’ zich constant: we maken nieuwe cellen aan in ons bloed, we maken nieuwe huidcellen aan, we maken nieuwe cellen aan die onze organen vormen, … Deze cellen kunnen bij hun ‘vernieuwing’ beschadigd worden wanneer ze in contact komen met radioactieve straling.

Waarom is radioactieve straling schadelijk? Soms zijn deze cellen zo beschadigd dat ze niet meer vernieuwen, en dan sterft dat deel van het lichaam af. Als dat met huidcellen gebeurt, dan ziet dat eruit als verbrande huid: Als dat gebeurt met cellen in de darmen, dan worden de mensen heel snel heel erg heel ziek, met zware buikkrampen omdat er gaten in hun darmen ontstaan… dit wordt het acuut bestralingssyndroom of gastro-intestinaal syndroom genoemd

Waarom is radioactieve straling schadelijk? Soms zijn de cellen wel zeer beschadigd, maar worden ze wel nog vernieuwd. In dat geval kan een kanker ontstaan. Dit is het meest gekende en meest gevreesde gevolg van radioactieve straling.

Komt radioactieve straling alleen uit kerncentrales? Neen! Radioactieve straling ontstaat niet alleen in kerncentrales, maar is ook gewoon in de natuur aanwezig. De hoeveelheid natuurlijke straling is wel heel klein, en daardoor niet schadelijk voor de mens. Bijvoorbeeld: Uit het heelal komt ook straling. Als je gewoon op de aarde bent, dan wordt deze straling grotendeels door de atmosfeer weg gefilterd, maar als je in een vliegtuig zit, dan zit je een aantal kilometer boven de grond en dan wordt er minder straling weg gefilterd. Daarom mogen piloten maar een beperkt aantal uren per jaar vliegen, anders zouden ze ‘pilotenziekte’ kunnen krijgen.

Komt radioactieve straling alleen uit kerncentrales? Hiernaast is er de straling die door de mens wordt gegenereerd. De kerncentrales zijn hier één voorbeeld van, maar denk bijvoorbeeld ook aan de X-stralen foto die van een arm of been gemaakt is, zodat de dokter kan zien of een bot gebroken is. Dit is niet schadelijk als dit niet te vaak gebeurt en als het toestel dat gebruikt wordt om de ‘foto’ te nemen goed is afgesteld.

Hoe kunnen we ons beschermen tegen radioactieve straling? Om een goed antwoord te geven op deze vraag, moet eigenlijk eerst het antwoord gegeven worden op een andere vraag: “Wat is het verschil tussen radioactieve bestraling en radioactieve besmetting?”

Wat is het verschil tussen radioactieve bestraling en radioactieve besmetting? Radioactieve bestraling gebeurt wanneer iets of iemand in de buurt komt van een materiaal dat deeltjes bevat die radioactieve straling uitzenden. Er is hierbij geen contact nodig tussen het materiaal en het ‘object’ dat bestraald wordt. Radioactieve bestraling en de gevolgen ervan kunnen voorkomen worden door uit de buurt te blijven van het materiaal dat straling uitzendt, door voor een afscherming te zorgen (bijvoorbeeld een loden schort) en door de tijd van ‘blootstelling’ te beperken tot een absoluut minimum.

Wat is het verschil tussen radioactieve bestraling en radioactieve besmetting? Radioactieve besmetting gebeurt wanneer radioactieve deeltjes in het lichaam komen door bijvoorbeeld inademen, inslikken of via een wonde, of op de huid ‘blijven plakken’. Als deze deeltjes niet van/uit het lichaam kunnen worden verwijderd, dan bestralen ze het lichaam. Indien de huid (uitwendig) is besmet, dan kunnen de radioactieve deeltjes met water, zeep en goed schrobben verwijderd worden. Als de deeltjes zich reeds in het lichaam bevinden, dan is dat uiteraard moeilijker…

Hoe kunnen we dit nu allemaal toepassen op het ongeval in Fukushima? Een kerncentrale is uitgerust met verschillende middelen om de kettingreactie in de kern en de bijproducten ervan (warmte en straling) onder controle te houden: er zijn verschillende pompen voorzien die de warmte uit de kern moeten wegvoeren, er zijn verschillende afschermingen tussen de kern en de buitenwereld die de mensen moeten beschermen tegen de straling en die de radioactieve deeltjes in de kern houden … Maar tegen zo’n grote ramp kan je je moeilijk voorbereiden…

Wat is er gebeurd in Fukushima? Tijdens de beving en de tsunami zijn veel van deze uitrustingen beschadigd geraakt: De pompen die het koelwater in de kern moeten rondpompen konden niet meer gebruikt worden omdat er totaal geen elektriciteit meer was om ze te doen draaien. De dieselgeneratoren waarmee normaal gezien ter plaatse elektriciteit kan worden gemaakt, waren ook niet meer bruikbaar. Er waren grote batterijen waarmee de pompen konden gevoed worden, maar ook deze waren na enkele uren plat… Bij de ontploffingen tijdens de dagen na de beving en de tsunami zijn verschillende afschermingen beschadigd geraakt, waardoor de kern niet meer afgeschermd is van de buitenwereld en er radioactiviteit in de lucht is terecht gekomen.

Wat is er gebeurd in Fukushima? Ondertussen zijn de werknemers van de kerncentrale in Fukushima druk bezig met deze uitrustingen te herstellen. Zij lopen daarbij een enorm risico: de lucht die zij inademen en de toestellen die zij moeten repareren bevatten radioactieve deeltjes en daardoor worden zij besmet, hoe goed hun beschermkledij ook is… zij moeten om de centrale terug veilig te maken op plaatsen komen waar de muren die normaal de afscherming vormen tussen hen en de reactor, zijn beschadigd. Daardoor worden zij heel sterk bestraald en is de kans dat zij acuut bestralingssyndroom of kanker krijgen, heel groot. Naast het risico dat zij lopen omdat ze zich zo dicht bij de beschadigde kernreactor bevinden, lopen zij natuurlijk ook de ‘klassieke’ risico’s omdat er misschien gevaarlijke stoffen vrijkomen uit bepaalde toestellen in de centrale, of omdat er ontploffingen zijn…

Wat is er gebeurd in Fukushima? Voor de mensen in de omgeving van de kerncentrale in Fukushima, is vooral de radioactieve besmetting een probleem: na de ontploffingen was de afscherming tussen de reactor en de omgeving voor een deel verdwenen en zo kwamen radioactieve deeltjes in de lucht terecht. De wind heeft deze deeltjes meegenomen, voor een groot deel richting de oceaan, maar voor een deel ook over het land. Deze deeltjes komen uiteindelijk terecht op de grond, in het drinkwater, op de gewassen die er geteeld worden, op de dieren die er leven, en zo voort.

Wat is er gebeurd in Fukushima? Om te voorkomen dat de mensen die in het gebied waar de radioactieve deeltjes zijn terecht gekomen, zouden besmet worden, heeft de Japanse regering ervoor gezorgd dat ze geëvacueerd werden. Ook mogen de gewassen die er gekweekt worden, niet meer gegeten worden, en mag de melk van de dieren die er leven niet meer gebruikt worden (om interne besmetting te voorkomen!)

Wat is er gebeurd in Fukushima? Hoe lang zullen deze mensen moeten wachten voor ze weer naar huis mogen, de gewassen weer mogen eten en de melk van hun koeien terug mogen drinken? Wanneer de besmetting van het gebied niet meer te hoog is, dan zullen zij terug mogen. Het ziet er wel naar uit dat dit nog niet voor morgen is, want zolang de afschermingen rond de kernen van de reactoren niet terug hersteld zijn, zullen deeltjes blijven vrijkomen. En eens dat stopt, moeten de radioactieve deeltjes eerst nog opgeruimd worden. De radioactieve straling neemt vanzelf af, maar niet zeer snel. Er zal dus eerst goed moeten ‘opgeruimd’ worden. (‘gedecontamineerd’)

Kan zoiets ook in België gebeuren? In elke kerncentrale kan zich een nucleair ongeval voordoen. De ernst van dit ongeval voor de buitenwereld wordt bepaald door de beschermingen die in de centrale ingebouwd zijn, zoals: Niet 1 maar 3 pompen installeren die voor de koeling van de kern kunnen zorgen ‘passieve’ systemen die zonder elektriciteit of zo kunnen werken, bijvoorbeeld een grote tank met water die leegloopt wanneer alle pompen defect zijn Betonnen muren die zo dik zijn dat, als er een vliegtuig op valt, het gebouw niet instort …

Kan zoiets ook in België gebeuren? In België staat een andere soort kernreactoren dan in Fukushima, en dat maakt een verschil voor de gevolgen van een mogelijk ongeval. In Fukushima kookt het water in de kern en wordt deze stoom gebruikt om elektriciteit te maken.  Dit soort reactoren wordt ‘kokend water reactoren’ genoemd. In België kookt het water in de kern niet, maar dit water kan wel veel warmer dan 100°C worden omdat de druk veel hoger is dan normaal. Dit warme water wordt dan in een stoomgenerator in contact gebracht met water in een tweede kring, dat wel begint te koken.  Dit soort reactoren wordt ‘druk water reactoren’ genoemd.

Kokend water reactor - Fukushima

Druk water reactor - België

Kan zoiets in België ook gebeuren? Omdat het water in de tweede kring niet rechtstreeks in contact komt met de splijtstof, is dit water normaal gezien niet radioactief. Als er in België dus een ongeval zou gebeuren waarbij alle pompen wegvallen die het water in de kern koelen, dan kan via dit tweede circuit de kern afgekoeld worden zonder dat er radioactief water en stoom rondgepompt wordt. In Fukushima was dat wel zo…

Kan zoiets in België ook gebeuren? Nog een groot verschil tussen de reactoren in België en Fukushima is dat de gebruikte splijtstof in België niet in het reactorgebouw wordt bewaard. In Fukushima is dat wel zo, en toen de explosies plaatsvonden en hierbij de reactorgebouwen beschadigd werden, ging de afscherming tussen deze gebruikte splijtstof en de buitenwereld dus verloren.

Kan zoiets in België ook gebeuren? Bovendien kon de gebruikte splijtstof ook niet meer gekoeld worden, waardoor deze zeer warm werd en uiteindelijk begon te smelten, net zoals de splijtstof in de kern van de reactor. De radioactieve stoffen die uit deze beschadigde gebruikte splijtstof vrijkomen, komen (in tegenstelling tot de radioactieve stoffen die in de splijtstof in de kern zitten) rechtstreeks in de buitenwereld terecht…

Wat hebben de werknemers in de centrales van Fukushima al kunnen herstellen? Er was eerst geen water meer over in de kernen van de eerste drie centrales, maar nu hebben ze er opnieuw water in kunnen pompen. Dat betekent dat de splijtstofelementen in de kern nu terug gekoeld worden. Deze die gesmolten zijn, kunnen uiteraard wel niet terug hersteld worden, maar de kans is nu kleiner dat er nog meer splijtstofelementen zullen smelten

Wat hebben de werknemers in de centrales van Fukushima al kunnen herstellen? Er is ook terug water in de ‘zwembaden’ waarin de gebruikte splijtstofelementen bewaard worden, waardoor ook daar de kans op verdere beschadiging van splijtstofelementen kleiner is.

Wat zullen ze in de toekomst nog moeten doen om de centrales veilig te houden? Om te voorkomen dat er nog meer reactiviteit in de lucht terecht komt, moet er vooral verder afgekoeld worden. Omdat bij deze afkoeling stoom blijft ontstaan, moet nu en dan deze stoom afgelaten worden. Aangezien deze stoom in contact is geweest met de beschadigde splijtstof, is ze radioactief besmet. Hoe langer deze afkoeling bezig is, hoe minder vaak stoom afgelaten zal moeten worden, want de splijtstofelementen koelen af en doen het water dus steeds minder snel koken. Dat is dus goed.

Wat zullen ze in de toekomst nog moeten doen om de centrales veilig te houden? Op langere termijn zullen de beschadigde reactorgebouwen opnieuw dicht gemaakt moeten worden, zodat er opnieuw een afscherming is tussen de radioactieve splijtstofelementen en de buitenwereld.

Wat als zoiets in België gebeurt? Als er in België een ongeval gebeurt en als er bij dit ongeval radioactiviteit in de lucht terecht komt, dan is er een zone rond de centrale waar sowieso de mensen moeten schuilen (10 km), evacueren (10km)en/of jodium tabletten nemen (20 km):

Kaart van België met aanduiding van de noodplan-reflexzones…

Wat als zoiets in België gebeurt? Voor de besmetting van de gewassen en de melk, wordt de zone bepaald op basis van hoeveel radioactiviteit er is vrijgekomen, en de weersomstandigheden (windsnelheid, windrichting, regen of niet…). Deze zone zal niet cirkelvormig zijn, maar zal de vorm hebben van een cirkelsegment.

Is Gent veilig indien er iets gebeurt in de kerncentrale van Doel? Aangezien Gent buiten de reflexzones ligt, moeten we in Gent niet onmiddellijk acties ondernemen na een nucleair ongeval. Wat we wel moeten doen, is naar de nieuwsberichten op radio en televisie luisteren en niet onnodig telefoneren naar de hulpdiensten. Pas indien door de overheid beslist wordt dat dit nodig is, worden jodiumtabletten uitgedeeld.

Wat is/doet een jodiumtablet? Jodiumtabletten dienen om de gevolgen van besmetting te verminderen. Radioactieve stoffen die in het lichaam terecht komen, door bijvoorbeeld het eten van besmette gewassen of door het inademen van besmette lucht, hebben de neiging zich te verzamelen in de schildklier. Nadat iemand een jodiumtablet heeft ingenomen, is de schildklier ‘verzadigd’ en dan kunnen de radioactieve stoffen er niet meer bij. Als de radioactieve stoffen niet opgeslagen kunnen worden in de schildklier, dan zullen ze sneller terug uit het lichaam verdwijnen en zal de totale bestraling ten gevolge van de inwendige besmetting veel minder zijn. Het heeft echter geen zin om op voorhand zo’n tabletten te nemen, aangezien de tabletten maar ongeveer 24 uur werken en jodium schadelijk kan zijn, vooral voor kleine kinderen, als er te veel van ingenomen wordt… Steeds wachten tot de overheid beslist dat de mensen waarin je je op dat moment bevindt jodium moeten innemen, dus!

Nuttige websites: www.nucleairrisico.be www.fanc.be www.nucleartourist.com Op wikipedia vind je ook verschillende artikels terug