Cursus Stralingsbeschermings- deskundige Inwendige besmetting Alomtegenwoordige straling A.S. Keverling Buisman

2 Alomtegenwoordige straling Straling die door iedereen altijd wordt ontvangen Soms natuurlijke achtergrondstraling geheten, maar is het natuurlijk? Bronnen: Kosmische straling Radioactieve stoffen intern Radioactieve stoffen extern

3 Kosmische straling Meest belangrijk: Galactisch (van melkwegstelsel) Varieert met aantal zonnevlekken! Soms solair: na zonneuitbarsting.

4 Kosmische straling

5

6  Dosistempo in NL: Buitenhuis: 10% van de tijd: 876 uur/jaar E = 876 h x 40 nSv/h = 0,035 mSv/j  Binnenshuis: 90% van de tijd = 7880 uur/j Afscherming v/h huis: 60% gaat door E = 7880 h x 40 nSv/h x 0,6 = 0,19 mSv Totaal: 2,2 mSv/j.

7 Radioactieve stoffen Primordiaal: Nog niet vervallen sinds ontstaan van ons zonnestelsel Kosmogeen: Ontstaat in atmosfeer tgv kosmische straling Antropogeen: Door de mens in het milieu gebracht (regulier, kernbom, kernongeval)

8 Radioactieve stoffen Primordiale radioactieve stoffen: T 1/2 K alium-401,3x10 9 j U ranium-238-reeks4,5x10 9 j T horium-232-reeks14 x10 9 j Ouderdom zonnestelsel: 4,5x10 9 j

9 Concentratie in Bq/kg 40 K 232 Th 238 U ( 226 Ra) Rivierklei Löss Zeeklei Zand Veen Duinzand180 <5 5 Zeewater 120,10,05

10 Straling uit de bodem

11 Straling uit de bodem. Bouwmateriaal: Afscherming van bodem Eigen activiteit Buitenshuis: 10% van de tijd

12 Straling uit bodem en bouwmateriaal Afhankelijk van plaats en soort bouwmateriaal Gemiddeld 40 nSv/h Totaal: 8760 h x 40 h = 0,35 mSv/j Extern: E ≈ 0,35 mSv/j

13 Kosmogene radionucliden Ontstaan in atmosfeer (vnl 14 N) door kosmische straling: 3 H 3 H via 14 N(n, 3 H) 12 C 14 C 14 C via 14 N(p,n) 14 C 7 Be 7 Be via spallatie van 14 N.

14 Kosmogene radionucliden 3 H Productie: 60 PBq/j Inventaris: 1 EBq, meest als 3 H 1 HO Concentratie: 0,5 Bq/liter Mens bevat 42 l water: 20 Bq 3 H

15 Kosmogene radionucliden 14 C Productie 1 PBq/j Wereldinventaris 140 PBq als CO 2 Concentratie: 220 Bq/kg koolstof Mens: 16 kg C x 220 Bq/kg = 3500 Bq Halveringstijd: 5730 jaar Koolstofdatering!

16 Kosmogene radionucliden Effectief dosistempo 3 H: H = UE β /m U = 20 Bq x 60x60x24x365 s/j =6,3x10 8 Bq.s/j E β = 5,6 keV = 9,0x J m = 70 kg H = 0,01 µSv/j

17 Kosmogene radionucliden Effectief dosistempo 14 C 16 kg C in mens x 220 Bq/kg = 3500 Bq U = 3500 Bq x 60x60x24x365 s =1,1x10 11 Bq.s/j E β = 49 keV = 7,8x J m = 70 kg H = 10 µSv/j

18 Bananendosis Eén banaan bevat: 0,5 g K en 15 g C. Specifieke activiteit van K: 30 Bq/g ( 40 K) Specifieke activiteit C: 0,22 Bq/g ( 14 C) A( 40 K) = 15 Bq; E = 15 x 6,2 nSv/Bq = 93 nSv A( 14 C) = 3,3 Bq;E = 3,3 x 0,58 nSv/Bq =2 nSv Banaandosis: 95 nSv ≈ 0,1 µSv Wordt soms als vergelijking gebruikt om een kleine dosis aan te geven.

19 Bananendosis Enkele kritische opmerkingen: Kaliumgehalte in mens wordt gehouden op 140 g per persoon! Melk heeft 60 Bq/liter 40 K! Dus ½ liter geeft 0,2 µSv! Deel van voedsel (totaal 0,37 mSv/j)

Betere vergelijking Sigarettenrisico Aantal sigaretten in NL: 16x10 9 sig/j Aantal longkankerdoden: ca /j Dus risico van 1 sig = 5 x Stralingsrisico: 1 Sv = 5 x sig = Sv = 10 µSv Dus risico 1 sig = Sv = 10 µSv

21 Antropogene radionucliden Ontstaan door bovengrondse kernbomexplosies tot H productie: 200 EBq (nat. 1 EBq) 14 C productie: 220 PBq (nat. 120 PBq) Vele andere radionucliden: 90 Sr, 137 Cs,… Bijna alles inmiddels vervallen of sterk verdund (E < 3 µSv/j).

22 Antropogene radionucliden 14 C

23 Antropogene radionucliden Kernongevallen Windscale (1957) Tsjernobyl (1986) Three Mile (1978) Fukushima (2011) Grote lozingen (PBq-niveau) In NL nu: veel nucliden nog meetbaar, Maar in zeer kleine concentraties Dosistempo < 3 µSv/j

24 Antropogene radionucliden Reguliere lozingen

25 Radioactieve stoffen in voedsel Radioactieve stoffen via ingestie van voedsel NuclideActiviteitDosistempo (Bq) (µSv/j) 40 K Rb Po C Totaal: = 0,3 mSv/j (Hierbij nog 0,07 mSv/j van sporen)

26 Berekening voor 40 K 40 K : E β = 585 keV y β = 89% E γ = 1461 keV y = 11% Verdeeld over hele lichaam: H = U (y β E β + y i E γ AF)/m U = 4000 Bq x 60x60x24x365 s/j= AF (1,5 MeV) = 0,33 m = 70 kg E ( 40 K) = 0,17 mSv/j

27 Speciaal: Radon Radon ( 222 Rn) ontstaat uit 226 Ra (t 1/2 = 1600 j). 226 Ra in grond en bouwmateriaal: 5-30 Bq/kg, Dus in elke kg 5-30 Rn-atomen per seconde. Klein deel van het edelgas 222 Rn (t 1/2 = 3,8 d) ontsnapt en komt in de atmosfeer. 222 Rn-concentratie in buitenlucht: 3 Bq/m Rn-concentratie in buitenlucht: 3 Bq/m 3.

28 Speciaal: radon 222 Rn-concentratie in buitenlucht Variaties tgv weersomstandigheden Bij rustig weer:

29 Radon 222 Rn alleen: Edelgas, dus geen depositie in long Deze longdosis is te verwaarlozen! Longdosis door verval van dochters!

30 Radondochterverval NuclideT1/2 Energiew R E eff (MeV 218 Po 3 minE α = 6,0 MeV Pb 27 minE β = 0,2 MeV1 0,2 214 Bi 20 minE β = 0,5 MeV1 0,5 214 Po 0,2 msE α = 7,7 MeV Pb22 jE β = 4 keV1 - Alleen 218 Po en 214 Po van belang voor dosis! Gamma-stralers zijn: 214 Pb en 214 Bi

31 Wat gebeurt er met 222 Rn? Korte halveringstijden (1/2 uur) : er is in principe evenwicht! Maar Po is géén edelgas, hecht zich aan eerste oppervlak: grond, vegetatie of aan aërosolen! Er zijn dus radioactieve aërosolen in de lucht, (maar niet in evenwicht) Deze kunnen worden ingeademd en blijven (deels) in de long achter. Alleen longdosis, want dochters vervallen snel!

32 Rn + dochters in buitenlucht Variaties tgv weersomstandigheden Bij wind van zee: weinig Rn Bij rustig weer: opbouw van dochters Bij regenval daarna: depositie op de grond

Rn in woning Rn concentratie in woning groter door 226 Ra in bouwmateriaal NL-gemiddelde: 15,6 Bq/m 3 (Extreem laag!)

Rn overzicht

Rn effectieve dosis Omrekeningsfactor ruwweg: 0,035 mSv/j per Bq/m3 Effectieve dosis door 222 Rn Buitenshuis: ongeveer 0,01 mSv/j Binnenshuis: ongeveer 0,55 mSv/j Dosisberekening van 222 Rn wordt opnieuw bepaald door de een ICRP-commissie. Kan veel groter uitvallen.

Effect 222 Rn Relatief risico longkanker roken + radon- concentratie Radonconcentratie (Bq/m3) Aantal sigaretten per dag

Effect 222 Rn

38 Alomtegenwoordige straling E (mSv/j) Kosmisch:0,22 Extern:0,35 Radon:0,55 Voedsel:0,37 Totaal1,5 mSv/j

39 Vergelijking met buitenland Alomtegenwoordige straling elders

40 Alomtegenwoordige straling Effectieve dosis per jaar, inclusief medische straling

41 Samenvatting Alomtegenwoordige straling: In NL: 1,5 mSv/j, Inclusief medisch: 2,4 mSv/j Rn geeft hoogste aandeel, dat groter kan worden door herberekening Laag tov buitenland.

42 Literatuur Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieubeheer (RIVM) United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR) International Commission on Radiological Protection (ICRP)