Ympäristön säteilyhavainnot

Jaakko Leppänen – 15.8.2019 (päivitetty 16.8.2019)

Ympäristön säteilyvalvontaa alettiin tehostaa Suomessa vuonna 1986 tapahtuneen Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuuden jälkeen. Koska suuri radioaktiivinen päästö voi edellyttää nopeita väestönsuojelutoimenpiteitä, säteilytilannetta seurataan jatkuvasti aktiivisilla mittauksilla. Tarkoissa seurantamittauksissa havaitaankin usein pieniä määriä radioaktiivisia aineita, jotka ovat tavallisesti peräisin terveydenhuollossa ja teollisuudessa käytetyistä isotooppilähteistä. Vaikka mitatut pitoisuudet ovat turvallisuuden kannalta merkityksettömän pieniä, havainnot ylittävät helposti uutiskynnyksen. Viime päivinä keskustelua on kuitenkin herättänyt vakavampi tapaus, kun radioaktiivisia aineita vapautui ilmaan Venäläisessä sotilastukikohdassa tapahtuneessa räjähdyksessä.

Käsittelen tässä blogikirjoituksessa lyhyesti ympäristön säteilyvalvontaa, erilaisia päästölähteitä sekä sitä, mitä kaikkea mittaukset voivat kertoa päästön alkuperästä. Radioaktiivisuuteen ja säteilyyn liittyviä käsitteitä ja yksiköitä on käyty tarkemmin läpi aikaisemmassa blogikirjoituksessa. Jos aihe ei ole entuudestaan tuttu, niin ainakin aktiivisuuden ja säteilyannoksen käsitteet on hyvä tarkistaa.

Mitä mitataan?

Ympäristön säteilyvalvonnassa seurataan sekä ulkoisen säteilyn annosnopeutta (säteilytasoa) että keinotekoisten radioaktiivisten aineiden pitoisuuksia. Annosnopeuden mittaamiseen käytetään Suomessa automaattista säteilyvalvontaverkkoa, johon kuuluu 255 asemaa ympäri maata. Ulkoinen säteilytausta muodostuu pääasiassa gammasäteilystä, joka on peräisin maaperän luonnollisista radioaktiivisista aineista, sekä auringosta ja aurinkokunnan ulkopuolelta tulevasta kosmisesta säteilystä. Valvontaverkko mittaa taustasäteilyn voimakkuutta, ja hälyttää jos annosnopeus nousee luonnollisen vaihteluvälin yläpuolelle. Poikkeama säteilytasossa voi kertoa esimerkiksi rajojen yli Suomeen kulkeutuneesta radioaktiivisesta päästöpilvestä.

Kohonnut annosnopeus on merkki poikkeuksellisesta säteilytilanteesta, mutta se ei vielä itsessään kerro kovin paljon säteilyn alkuperästä. Tarkempaa tietoa päästön koostumuksesta saadaan mittaamalla yksittäisten radionuklidien pitoisuuksia. Ympäristönäytteitä kerätään säännöllisesti ilmasta ja vesistöistä. Automaattiseen näytteenottoon käytetään esimerkiksi radioaktiivisia hiukkasia poimivia ilmakeräimiä, mutta mittauksia tehdään myös käsin. Poikkeustilanteessa mittaukset voidaan kohdistaa tarkemmin sinne, missä annosnopeuden on havaittu kohonneen.

Luonnossa esiintyviä radioaktiivisia aineita ovat esimerkiksi uraanin ja toriumin pitkäikäiset isotoopit U238, U235 ja Th232, joita löytyy kaikkialta maan kuoresta. Myös kaliumilla on radioaktiivinen isotooppi K40, joka muodostaa noin 0.01% kaikesta luonnossa esiintyvästä kaliumista. Koska kalium on elintoimintojen kannalta välttämätön kivennäisaine, myös sen radioaktiivista isotooppia löytyy kaikista ihmisistä ja eläimistä. Uraania ja toriumia sisältävissä kivilajeissa esiintyy myös niiden hajoamissarjoihin kuuluvia lyhytikäisempiä ytimiä, kuten radiumin, radonin ja poloniumin isotooppeja. Hiilen radioaktiivista C14-isotooppia puolestaan muodostuu jatkuvasti ilmakehän yläkerroksissa kosmisen säteilyn vuorovaikuttaessa ilman typen kanssa.

Luonnollisten radioaktiivisten aineiden lisäksi ympäristöstä löytyy myös keinotekoisia isotooppeja, joihin kuuluu esimerkiksi 30 vuoden puoliintumisajalla hajoava cesium-137. Cesiumia on levinnyt ympäristöön erityisesti 1950-1960-luvuilla ilmakehässä tehdyissä ydinkokeissa, sekä vuonna 1986 tapahtuneessa Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuudessa.i Tuoreessa ydinlaskeumassa on myös lyhytikäisempi ytimiä, kuten jodin isotooppia I131, jonka puoliintumisaika on 8 päivää. Radioaktiivisia aineita käytetään myös teollisuudessa, terveydenhuollossa ja tutkimuksessa. Koska kyse on aineista jotka ovat syntyneet ihmisen toiminnan seurauksena, ne erottuvat helposti poikkeamina luonnollisesta taustasta.

Radioaktiivisten isotooppien tunnistaminen on suhteellisen helppoa silloin kun kyse on ytimistä, jotka lähettävät hajotessaan gammasäteilyä. Atomiytimen energiatilat ovat kvantittuneet, eli ne voivat saada vain tiettyjä rakenteen ennalta määräämiä arvoja. Myös hajoamisreaktion yhteydessä emittoituvat fotonit syntyvät aina ennalta määrätyille energioille. Tällaiset isotoopit voidaan tunnistaa niiden emittoiman säteilyn spektrin perusteella (kuva 1). Koska gammasäteily etenee ilmassa pitkiä matkoja, spektri on helppo mitata ympäristöstä kerätystä näytteestä.

Jodin I131-isotoopin gammaemissiospektri

Kuva 1: Jodin I131-isotoopin gammaemissiospektri. Ytimen radioaktiivisessa hajoamisessa syntyy fotoneja tietyille ennalta määrätyille energioille. Gammasäteilyä emittoivat radioaktiiviset isotoopit voidaan tunnistaa niille ominaisten spektriviivojen perusteella.

Radioaktiivisia aineita voidaan havaita niiden lähettämän säteilyn perusteella pitoisuuksissa, jotka muilla menetelmillä olisivat täysin mittaustarkkuuden ulkopuolella. Säteilyturvakeskuksen ilmakeräimet havaitsivat Kotkan mittausasemalla tammi-helmikuussa 2019 pieniä määriä radioaktiivista jodia. Mitattu pitoisuus oli 0.2 mikrobecquereliä kuutiossa ilmaa. Massaksi muutettuna tämä tarkoittaa sitä, että yhdessä ilmakuutiossa oli noin 0.00000000000000000000004 grammaa (4⋅10-23 g) isotooppia I131. Näin pienten pitoisuuksien havaitsemiseksi mittaukset on kuitenkin tehtävä hyvin suurelle ilmamäärälle, mikä puolestaan tarkoittaa väistämättä pitkää mittausaikaa. Kotkassa toimiva suurtehokeräin imee radioaktiivisia hiukkasia keräävän suodattimen läpi 900 kuutiota ilmaa tunnissa. Suodatin vaihdetaan ja mitataan kerran viikossa.

Paljonko on paljon?

Radioaktiivisten aineiden määrää kuvaava becquerel tarkoittaa yhtä hajoamisreaktiota sekunnissa. Vaikka kyse on jo itsessään varsin pienestä yksiköstä, seurantamittauksissa käytettävien ilmakeräimien havaitsemat pitoisuudet ovat tavallisesti niin minimaalisia, että yksikkönä on käytettävä mikrobecquereliä, eli becquerelin miljoonasosaa. Edellisen jodihavainnon 0.2 μBq/m3 tarkoittaa sitä, että kuutiossa ilmaa tapahtuu keskimäärin yksi radioaktiivinen hajoaminen noin kahden kuukauden välein. Lukua voi verrata keskimääräisen suomalaisasunnon huoneilman radonpitoisuuteen, joka on 96 Bq/m3. Pinta-alaltaan 85 neliön asunnossa tämä tarkoittaa noin 20,000:ta radioaktiivista hajoamista joka sekunti. Aikuisen ihmisen K40-aktiivisuus on puolestaan luokkaa 4000 Bq, eli jopa kehon sisällä tapahtuu tuhansia hajoamisreaktioita sekunnissa.

Silloin kun ilmanäytteissä havaittavat aktiivisuuspitoisuudet mitataan becquerelin tuhannes- tai miljoonasosissa, on varsin perusteltua sanoa, että niiden vaikutus ihmisten säteilyaltistukseen jää luonnolliseen säteilytaustaan verrattuna merkityksettömän pieneksi. Aikayksikössä tapahtuvien hajoamisreaktioiden lukumäärää mittaava aktiivisuus ei kuitenkaan suoraan kerro päästön haitallisuudesta, vaan kyse on pikemminkin säteilyaltistuksen voimakkuutta mittaavan annosnopeuden lähdetermistä. Koska taustasäteilyä on kaikkialla, pienet pitoisuudet vieraita isotooppeja eivät näy myöskään annosnopeusmittauksissa. Reaaliaikaista tilannekuvaa tuottavan automaattisen mittausverkon onkin lähinnä tarkoitus havaita sellaiset poikkeamat säteilytasossa, jotka edellyttävät tarkempia mittauksia paikan päällä, tai pahimmassa tapauksessa nopeita väestönsuojelutoimia.

Annosnopeuden yksikkönä käytetään tavallisesti mikrosievertiä tunnissa. Suomessa luonnollisen taustasäteilyn normaali vaihteluväli on noin 0.05-0.30 µSv/h. Alueellinen vaihtelu aiheutuu pääasiassa maaperän radonpitoisuudesta. Pahimmilla radonalueilla lukemat voivat kuitenkin olla huomattavasti korkeampia, varsinkin pientaloissa joiden alapohjan ilmanvaihto toimii huonosti. Vaihtelun suuruusluokkaa kuvaa hyvin se, että yli 20,000 suomalaista asuu pientaloissa, joiden sisäilman radonpitoisuus on kymmenkertainen maan keskiarvoon verrattuna.ii

Toinen hyvä suuruusluokkamittari säteilyn voimakkuudelle on kosmisen säteilyn aiheuttama annosnopeus lentokoneessa. Maan ilmakehä toimii tehokkaana suojana avaruudesta tulevaa säteilyä vastaan, mutta suojaus on sitä heikompi, mitä korkeammalle noustaan. Kosmisen säteilyn voimakkuus riippuu jonkin verran lentokorkeudesta ja -reitistä, mutta esimerkiksi Euroopan ja Pohjois-Amerikan välisellä reittilennolla lukema on tyypillisesti 3-8 µSv/h. Luonnollinen taustasäteily voi siis lentokoneessa olla jopa sata kertaa voimakkaampaa kuin maanpinnan tasolla.

Suomen automaattisen säteilymittausverkon hälytysrajat on asetettu 0.2-0.4 mikrosievertiin tunnissa, riippuen mittauspisteen luonnollisesta säteilytaustasta. Hälytysrajoista on kuitenkin vielä matkaa siihen, että annosnopeudesta aiheutuisi ihmisille välitöntä vaaraa. Säteilyvaaratilanteiden varalta laadituissa valmiusohjeissa esimerkiksi sisätiloihin suojautumisen rajaksi on asetettu 100 µSv/h.iii

Radioaktiiviset sormenjäljet

Radioaktiivisen päästön koostumus voi kertoa paljon sen alkuperästä. Yksittäisestä isotoopista koostuva päästö on tavallisesti peräisin lääketieteessä tai teollisuudessa käytetystä säteilylähteestä. Edellä mainittua I131-isotooppia käytetään yleisesti kilpirauhasen liikatoiminnan ja kilpirauhassyövän hoitoon. Isotooppia päätyy toisinaan polttamalla hävitettävän sairaalajätteen joukkoon, jolloin ilmapäästö voi näkyä herkissä seurantamittauksissa jopa tuhansien kilometrien päässä lähteestä. Radioaktiivista jodia havaitaankin ilmanäytteissä suhteellisen usein. Muita lääketieteessä käytettäviä radionuklideja ovat esimerkiksi teknetiumin isotooppi Tc99m (merkkiainekuvaus) sekä koboltin isotooppi Co60 (sädehoito).

Säteilylähteissä käytettäviä radioaktiivisia aineita voi päästä ilmaan myös metalliteollisuuden prosesseista. Tornion terästehtaalla sattui vuonna 2018 lyhyen ajan sisällä neljä tapausta, joissa kierrätysmetallin joukosta löytyi monissa mittalaitteissa käytettäviä amerikium-241 -lähteitä. Kolmessa tapauksessa säteilylähde päätyi sulattoon saakka, jolloin päästö havaittiin tehtaan sisäisissä seurantamittauksissa.

Yksi viime vuosien suurimmista säteilyhavainnoista tehtiin syksyllä 2017, kun ympäri Eurooppaa otetuista ilmanäytteistä löytyi poikkeuksellisen korkeita pitoisuuksia ruteniumin isotooppia Ru106. Näitä havaintoja tehtiin 28.9.–9.10.2017 välisenä aikana myös Suomessa. Pitoisuudet eivät kohonneet niin korkeiksi että niistä olisi aiheutunut terveydellistä riskiä, mutta havainnot herättivät paljon huolta ja keskustelua. Aikasarja-analyysien perusteella päästölähde paikannettiin Venäjälle.

Vaikka ruteniumia syntyy fissiotuotteena, ydinreaktori voitiin jo heti alkuun sulkea päästölähteenä pois. Reaktorionnettomuudesta peräisin oleva päästö nimittäin koostuu aina useista isotoopeista, sillä säteilytettyyn ydinpolttoaineeseen kertyy reaktorin käytön aikana satoja fissiotuotteita ja kymmeniä aktinideja. Koska ruteniumhavaintojen yhteydessä ilmanäytteistä ei löytynyt lainkaan helposti vapautuvia jodin tai cesiumin isotooppeja, todennäköisimpänä päästölähteenä pidettiin jälleenkäsittelylaitosta, jossa käytetystä polttoaineesta erotetaan radioaktiivisia aineita jatkokäyttöä varten. Venäjä ei ole myöntänyt vuotoa saati paljastanut sen alkuperää, mutta epäilykset kohdistuvat vahvasti Tšeljabinskin alueella sijaitsevaan Majakin jälleenkäsittelylaitokseen.

Silloin kun radioaktiivisen päästön tiedetään olevan peräisin ydinreaktorista, sen isotooppikoostumus voi kertoa paljon esimerkiksi polttoainevaurioiden laajuudesta. Onnettomuustilanteessa helpoimmin vapautuvan päästökomponentin muodostavat radioaktiiviset jalokaasut, jotka karkaavat polttoaineesta heti uraanitabletteja suojaavan metallikuoren puhjettua. Jodin ja cesiumin isotoopit muodostavat matalassa lämpötilassa kaasuuntuvia yhdisteitä, mutta esimerkiksi strontiumin vapautuminen edellyttää jo käytännössä polttoaineen sulamista. Isotooppikoostumuksen perusteella saadaan tietoa myös reaktorin käyttöhistoriasta ja päästön ajankohdasta.

Jos ydinvoimalaonnettomuus aiheuttaa merkittävän radioaktiivisen päästön ympäristöön, sitä on käytännössä mahdoton salata. Esimerkiksi Japanissa vuonna 2011 tapahtuneessa Fukushiman ydinvoimalaonnettomuudessa vapautunut päästöpilvi kiersi maapallon, ja pieniä määriä radioaktiivista cesiumia ja jodia mitattiin myös Suomessa, 7500 kilometrin päässä lähteestä.

Myös ydinvoimalaonnettomuus ja ydinräjähdys voidaan erottaa toisistaan päästön koostumuksen perusteella. Vaikka päästöpilvi sisältää molemmissa tapauksissa paljon fissiotuotteita, alkuaineiden isotooppisuhteissa on selvästi havaittavia eroja. Reaktorionnettomuudessa ympäristöön vapautunut cesium koostuu erityisesti isotoopeista Cs134 ja Cs137. Ydinräjähdyksessä Cs134:n muodostuminen on sen sijaan huomattavasti vähäisempää. Pieni Cs134/Cs137 -suhde voi olla merkki esimerkiksi salassa tehdystä ydinkokeesta.iv

Uutisoinnin vaikeus

Yksi syy tämän blogin perustamiselle oli valottaa ydinvoimaan ja säteilyyn liittyvien uutisten ja keskustelujen taustoja. Aiheet ovat toimittajille vaikeita, ja uutisissa on usein pahojakin asiavirheitä. Käsitteet ja yksiköt menevät helposti sekaisin, ja annetut lukuarvot asetetaan vain harvoin niiden suuruusluokkaa kuvaavaan helposti ymmärrettävään mittakaavaan. Esimerkiksi syksyn 2017 ruteniumhavaintojen yhteydessä Ru106-isotoopin pitoisuuksien kerrottiin monissa uutisissa kohonneen jopa tuhatkertaiseksi normaalitasoon verrattuna. Tällainen vertailu johtaa lukijan helposti harhaan, sillä kyse on keinotekoisesta isotoopista, jota tavallisesti löytyy ympäristönäytteistä korkeintaan häviävän pienissä pitoisuuksissa.

Heinäkuussa 2019 monissa uutismedioissa kerrottiin että Norjanmereen 30 vuotta sitten uponneen K-278 Komsomolets -ydinsukellusveneen lähistöllä on havaittu kohonneita säteilyarvoja. Useimmissa uutisissa jutun keskeinen sisältö oli, että hylystä vuotaa mereen radioaktiivisia aineita, mikä on nostanut säteilyarvot 100,000-, ja paikoin jopa 800,000-kertaisiksi normaalitasoon verrattuna. Toisaalta samoissa uutisissa kerrottiin myös että asiantuntijoiden mukaan kohonneista säteilyarvoista ei aiheudu vaaraa ympäristölle, ja myös alueelta pyydettyä kalaa voi huoletta syödä. Satatuhatkertaisia säteilyarvoja ja asiantuntijan vakuuttelua tilanteen vaarattomuudesta on vaikea sovittaa mielessään yhteen, ja uutisesta voikin helposti saada sellaisen kuvan, että tilanteen vakavuutta yritetään jopa vähätellä.

Näennäinen ristiriita selittyy kuitenkin radioaktiivisuuteen ja säteilyyn liittyvien termien huolimattomalla käytöllä. Mittaukset tehtiin Norjan merentutkimuslaitoksessa, jonka julkaisemasta alkuperäisestä tiedotteesta selviää ettei kyse ollutkaan kohonneista säteilyarvoista, vaan meriveden Cs137-pitoisuudesta. Koska radioaktiivista cesiumia ei esiinny lainkaan luonnossa, vertailutaso muodostuu lähinnä ilmakehän ydinkokeista ja Tšernobylin onnettomuudesta peräisin olevista jäämistä, jotka ovat vuosikymmenien kuluessa puoliintuneet ja laimentuneet veteen. Kyse on hyvin pienestä luvusta, jonka kertominen 100,000:lla antaa aktiivisuuspitoisuudeksi noin 100 becquereliä litrassa vettä. Vertailun vuoksi EU:n asettama suositusraja ruokasienien Cs137-pitoisuudelle on 600 Bq/kg. Huippuarvot oli mitattu aluksen ilmanvaihtokanavan suulta, ja kauempaa otetuissa näytteissä pitoisuudet olivat laimentuneet niin pieniksi, ettei niitä kyetty enää edes mittaamaan.

Vastaavia pieniä mutta sisällön ymmärtämisen kannalta merkittäviä epätarkkuuksia löytyy ydinvoimaa ja säteilyä käsittelevistä uutisista valitettavan usein. Tässä nimenomaisessa tapauksessa minua ihmetyttää eniten se, että eri mediatalojen toimittajat olivat toisistaan riippumatta päätyneet käyttämään samoja huonosti valittuja ja harhaanjohtavia sananmuotoja. Tämä siitäkin huolimatta, että kaikissa uutisissa alkuperäislähteeksi oli annettu Norjan merentutkimuslaitoksen tiedote, jossa asiat oli selitetty erittäin selkokielisesti.

Arkangelin räjähdys

Entä mitä viikko sitten Venäjällä tapahtuneesta räjähdyksestä sitten lopulta tiedetään? Venäjä on myöntänyt, että Arkangelin alueella Vienanmeren rannalla sijaitsevassa sotilastukikohdassa on tapahtunut torstaina 8.8. räjähdysonnettomuus, jonka yhteydessä ilmaan vapautui radioaktiivisia aineita. Ainakin viiden ihmisen kerrotaan kuolleen räjähdyksessä, mutta kuolinsyitä ei ole tarkemmin eritelty. Onnettomuuden jälkeen läheisessä Severodvinskin kaupungissa havaittiin hetkellinen säteilypiikki, jonka kerrotaan nostaneen annosnopeuden noin kahteen mikrosievertiin tunnissa (n. 16-kertaiseksi normaaliin taustasäteilyyn verrattuna). Tätä korkeammalle säteilytasolle altistuu tavallisella reittilennolla, eli jos luku pitää paikkansa, onnettomuudesta ei todennäköisesti ole aiheutunut asukkaille mainittavaa säteilyhaittaa.

Säteilytilannetta on seurattu tarkkaan myös Suomessa ja muissa Venäjän naapurimaissa, mutta kohonneita annosnopeuksia ei ole raportoitu. Kuopion, Imatran, Kotkan ja Helsingin ilmanäytteistä ei ole ainakaan toistaiseksi löytynyt merkkejä radioaktiivisista aineista. Merkittäviä pitoisuuksia ei myöskään ole odotettavissa, sillä päästölähde sijaitsee kaukana, ja ilmanvirrat suuntautuivat onnettomuuden aikaan Suomesta poispäin.

Räjähdyksen on kerrottu aiheutuneen rakettipolttoaineen syttymisestä, mutta Venäjä on muuten ollut tapahtumien taustoista vaitonainen. Koska tavanomaisissa raketeissa ja ohjuksissa ei käytetä radioaktiivisia aineita, epäilykset ovat kohdistuneet ydinkäyttöiseen 9M730 Burevestnik-risteilyohjukseen, josta käytetään myös NATO-nimeä SSC-X-9 Skyfall. Teknologiasta ei löydy yksityiskohtaista julkista tietoa, mutta sekalaisten internet-lähteiden perusteella ohjuksen työntövoima tuotetaan ilmeisesti patopainemoottorilla, jonka tarvitsema lämpö saadaan pieneltä ydinreaktorilta.v Tällainen ohjus voitaisiin varustaa ydinkärjellä, ja sen kantama on teoriassa lähes rajaton. Ennen ydinmoottorin käynnistymistä ohjus on kiihdytettävä suureen nopeuteen tavallisella rakettimoottorilla, mikä selittää rakettipolttoaineen roolin räjähdysonnettomuudessa.

Vastaavaa teknologiaa yritettiin kehittää Yhdysvalloissa 1950-1960-luvulla, ja myös Venäjän superase on todennäköisesti neuvostoajan peruja. Koska kyse on strategisiin ydinaseisiin liittyvästä sotilasteknologiasta, tarkempaa tietoa onnettomuuden taustoista lienee turha odottaa. Jos räjähdyksestä peräisin olevia radioaktiivisia aineita kuitenkin havaitaan Venäjän ulkopuolella, niiden koostumus voi kertoa jotain päästön lähteestä. Esimerkiksi fissiotuotteiden havaitseminen viittaisi siihen, että ohjuksen reaktoria on käytetty ennen räjähdystä. Reaktorin käynnistäminen vaikuttaa merkittävästi myös päästön suuruuteen, sillä säteilytetyssä polttoaineessa on monta kertaluokkaa enemmän aktiivisuutta kuin tuoreen polttoaineen puhtaassa uraanissa.

Päivitys (16.8.2019): Pohjois-Norjassa sijaitsevalla Svanhovdin tutkimusasemalla on havaittu radioaktiivista jodia. Tarkkaa pitoisuutta ei ole ilmoitettu, mutta määrän kerrotaan olevan hyvin pieni. Norjan säteily- ja ydinturvallisuuskeskus DSA on todennut, ettei päästöä voida varmuudella liittää Venäjällä tapahtuneeseen räjähdykseen. Tämä epävarmuus liittyy juuri siihen, että reaktorista peräisin olevassa päästössä on tyypillisesti mukana koko joukko muitakin isotooppeja, joita nyt ei ilmeisesti ole mittauksissa löytynyt. Radioaktiivista jodia havaitaan Norjan mittausasemilla tavallisesti 6-8 kertaa vuodessa. Mittausaseman annosnopeudessa ei ole havaittu poikkeamia.


i) Ilmakehässä on tehty kaikkiaan yli 500 ydinräjäytystä, joista suurin osa ajoittuu vuosille 1961-1962.

ii) Suomalaisten säteilyannoksista löytyy tarkempaa tietoa STUK:in Annoskakku 2012 -raportista.

iii) Jotta säteilystä aiheutuisi säteilysairaus tai muu välitön terveyshaitta, lyhyellä aikavälillä saadun annoksen on oltava noin yhden sievertin luokkaa. Yli 5 Sv:n annos johtaa tavallisesti hoitamattomana kuolemaan. Tällaisen kerta-annoksen saaminen ulkoisesta säteilystä edellyttää, että annosnopeus on vähintään miljoonia kertoja luonnollisen säteilytaustan yläpuolella. Pienempi annos voi kuitenkin aiheuttaa terveyshaittaa pitkällä aikavälillä. Säteilyaltistus alkaa näkyä selvästi kohonneena syöpäriskinä kun annos ylittää noin 0.1 Sv (100,000 µSv). Säteilyn terveysvaikutuksia on käsitelty tarkemmin toisessa blogikirjoituksessa.

iv) Eron taustalla on cesiumin Cs134-isotoopin suhteellisen monimutkainen tuotantoketju. Cs137:n fissiotuotto on korkea, ja suurin osa inventaarista syntyy suoraan uraani- tai plutoniumytimien haljetessa. Isotooppia Cs134 ei sen sijaan synny juuri lainkaan fissiossa, vaan hallitseva syntytapa on yhtä massalukua pienemmän Cs133:n neutronikaappausreaktio. Myöskään Cs133:n suora fissiotuotto ei ole erityisen suuri, vaan suurin osa Cs133:sta on peräisin toisen fissiossa syntyvän isotoopin, xenon-133:n betahajoamisreaktioista. Tämän isotoopin puoliintumisaika on 5.2 päivää, mikä muodostaa Cs134:n tuotolle ajallisen pullonkaulan. Ydinräjähdys tapahtuu alle mikrosekunnin aikaskaalassa, joten fissiossa syntyvä Xe133 ei ehdi hajota Cs133:ksi, joka voisi neutronin kaapatessaan muuttua edelleen isotoopiksi Cs134.

v) Venäläisuutisissa on käytetty myös termiä ”isotooppilähde”, joka reaktorin sijaan voisi periaatteessa viitata myös ydinparistoon. Perinteisten ydinparistojen toiminta perustuu radioaktiiviseen lähteeseen (esim. Sr90 tai Pu238), jonka tuottama hajoamislämpö muutetaan sähköksi termoelementeillä. Tällainen paristo on täysin huoltovapaa, ja se voi tuottaa sähköä yhtämittaisesti kymmeniä tai teoriassa jopa satoja vuosia kerrallaan. Ydinparistoja on käytetty voimanlähteinä esimerkiksi avaruusluotaimissa ja syrjäisissä kohteissa toimivissa majakoissa. Myös isotooppilähteisiin perustuvia raketteja on suunniteltu konseptitasolla, mutta teknologia tuskin soveltuu paljon työntövoimaa vaativaan nopeaan risteilyohjukseen.

Mainokset

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Google photo

Olet kommentoimassa Google -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s