Vad är strålning? 

Joniserande strålning avges av radioaktiva ämnen och kan produceras elektriskt, t.ex. av röntgenutrustning. Den joniserande strålningens egenskaper och verkningar är svåra att upptäcka direkt, eftersom man inte kan observera strålningen med hjälp av sinnena.  

Radioaktivt ämne  

Ett ämnes basdel är atomen. Atomkärnan består av protoner och neutroner. Protonernas antal bestämmer vilket grundämne det är frågan om. Neutronernas antal kan variera och man talar då om grundämnets olika isotoper.  

Atomkärnan kan vara i ett exciterat tillstånd. Ofta finns det för många eller för få neutroner i en sådan kärna. Ämnen som har exciterade kärnor är radioaktiva. Nästan varje grundämne har både stabila isotoper och instabila, dvs. radioaktiva, isotoper. Isotopen anges med masstalet efter ämnets förkortning, till exempel strontium-90. Masstalet är summan av antalet protoner och neutroner i kärnan. Kärnans spänning upplöser sig själv förr eller senare då det frigörs i form av strålning en partikel och energi. Den ursprungliga atomkärnan kallas modernuklid och den nya atomkärnan som uppstår kallas dotternuklid.  

Radioaktiva isotoper uppträder på samma sätt i naturen som samma ämnes stabila isotoper. De rör sig på samma sätt i naturens näringskedjor och i organismer.  

Joniserande strålning har tillräckligt med energi för att lösgöra elektroner ur ett ämnes atomer eller slå sönder molekyler. Radioaktiva ämnen utsänder joniserande strålning. Joniserande strålning produceras också av röntgenapparater.  

Alfa-, beta-, och gammastrålning  

Alfa- och betastrålning är partikelstrålning. En alfa- eller beta-partikel frigörs med hög hastighet från en atoms kärna. Alfapartikeln består av två protoner och två neutroner. Alfasönderfall är vanligt i tunga nuklider. Uran och torium som förekommer i naturen är alfastrålare. Betapartiklar kan vara elektroner eller positroner. Elektronerna är negativt laddade och positronerna är positivt laddade. Till exempel cesium-137, jod-131 och strontium-90 är betastrålare.  

Alfapartiklar är tyngre än betapartiklar. En alfapartikel klarar inte av att tränga igenom människans hud eller ens ett pappersark. Alfastrålning är farlig endast om radioaktiva ämnen som utsänder alfastrålning kommer in i människan t.ex. med luft man andas in. Betapartiklar är däremot mer genomsläppliga och kan tränga igenom t.ex. huden. Ämnen som emitterar betastrålning är farliga för huden och om de kommer in i kroppen. Dotternuklider som uppkommer efter alfa- eller betasönderfall är ofta exciterade och excitationen övergår i gammastrålning.  

Gammastrålning är inte partikelstrålning. Man kan beskriva det som energipaket som en exciterad atomkärna sänder ut. Gammastrålning är elektromagnetisk vågrörelse.  

Gammastrålning är vanligen mycket genomträngande. Det är svårare att skydda sig för extern gammastrålning än att skydda sig för annan strålning. För att dämpa gammastrålningen behövs tjocka lager betong, stål eller bly. Men det finns även gammastrålning vars energi är så svag, att den stoppas av en millimetertjock blyplåt.  

Neutroner  

Neutroner frigörs t.ex. till följd av urankärnans spontana uppspjälkning (spontan fission) eller en reaktion i neutronkällan. I kosmisk strålning, som kommer från rymden, finns det rikligt med neutroner. De orsakar största delen av den stråldos flygpersonalen och -passagerarna får.  

Kärnan i uran-235, som finns i kärnreaktorer, klyvs som följd av spontan klyvning (fission) men i synnerhet när den träffas av långsamma neutroner från en tidigare fission. Vid varje fission frigörs nya neutroner och resultatet blir en kedjereaktion i kärnbränslet. Vid klyvning frigörs också mycket energi. I kärnbränslet uppkommer rikligt med klyvningsprodukter från uranet, vilka är radioaktiva.  

Eftersom snabba neutroner är farliga för levande vävnader, måste neutronkällorna skyddas väl. 

Röntgenstrålning  

Röntgenstrålning är elektromagnetisk strålning som produceras i röntgenrör. Röntgenröret är ett vakuumrör, i vilket det finns en glödkatod och en anod, som tillverkats av ett ämne som tål värme väl. Mellan katoden och anoden kopplar man en spänning som kan vara 5–400 kV. På grund av den höga spänningen rör sig elektroner som av hettan lossnar från glödkatoden med hög hastighet mot anoden. Då elektronerna kolliderar med anoden övergår en del av deras rörelseenergi i elektromagnetisk strålning som kallas röntgenstrålning.  

Aktivitet  

Aktiviteten hos ett radioaktivt ämne anger hur många kärnförändringar sker i denna mängd material under en sekund.   

Aktivitetens enhet är en becquerel (Bq) som anger en kärnförändring i det radioaktiva ämnet per sekund. Ju flera kärnförändringar det sker, desto mera strålning uppstår det.  

Becquerel är en väldigt liten enhet. Därför används också enheterna kilobecquerel (kBq), som är 1 000 Bq, och megabecquerel (MBq), som är 1 000 000 Bq.  

Aktivitet uttrycks ofta per vikt- eller volymenhet, t.ex. i becquerel per liter (Bq/l), becquerel per kilo (Bq/kg) eller becquerel per kubikmeter (Bq/m³). En radonhalt på 400 Bq/l i hushållsvatten betyder till exempel att det i en liter av detta vatten sönderfaller 400 radonatomer i sekunden. 

Exempel på aktivitet  

Aktiviteten hos en rovfisk i en liten sjö är 1 000 becquerel. Fisken väger två kilogram. Fiskens aktivitetshalt är 1 000 bequerel per två kilogram eller 500 becquerel per kilogram (Bq/kg). I det här fallet sägs det att koncentrationen av radioaktiva ämnen i fisken är 500 Bq/kg.  

Radonhalterna i vatten från borrhål är vanligtvis betydligt högre än vatten från ringbrunnar eller vattenledningsnät. I Finland har borrhålsvatten i genomsnitt 500 becquerel per liter (Bq/l) radon. När en person dricker två liter sådant vatten om dagen, ökar aktiviteten i hans kropp med 1 000 becquerel.  

En vuxens kropp innehåller normalt cirka 5 000 becquerel kalium-40, en naturligt förekommande radioaktiv isotop av kalium.  

Halveringstid  

Med halveringstiden för ett radioaktivt ämne menas den tid under vilken ämnets aktivitet minskar till hälften av det ursprungliga. Om halveringstiden för ett ämne är två år och den initiala aktiviteten är 1 000 becquerel, kommer aktiviteten efter två år att vara 500 becquerel. Efter ytterligare två år kommer aktiviteten att vara 250 becquerel osv.  

Halveringstiderna för radioaktiva ämnen varierar kraftigt. Halveringstider för kortlivade ämnen är sekunder eller bråkdelar av en sekund. De mest långlivade ämnen halveras först efter miljontals år. Till exempel gasen krypton-94 halveras på 1,4 sekunder.  Halveringstiden för jod-131 är ungefär åtta dagar. Cesium-137 halveras på 30 år. Naturligt uran-235 som behövs för kärnkraftsproduktion halveras först efter 700 miljoner år om den inte träffas av neutroner. Längden på halveringstiden säger inte hur farligt ämnet är.  

Biologisk halveringstid  

Radioaktiva ämnen försvinner oftast snabbare från människokroppen än halveringstiden för radionukliden i fråga skulle anta. Mängden av det radioaktiva ämnet i kroppen minskar medan ämnet sönderfaller. Det radioaktiva ämnet försvinner också ur kroppen tack vare biologiska processer. Till exempel den fysikaliska halveringstiden för cesium-137 är 30 år, men dess biologiska halveringstid är bara 3 månader.  

Stråldos och doshastighet  

Stråldos är en storhet som anger den skadeverkning som strålningen orsakar människan. Stråldosens enhet är sievert (Sv). Till skillnad från aktivitetens enhet, becquerel, är sievert en mycket stor enhet. Därför används oftast antingen millisievert (mSv) eller mikrosievert (µSv) då man talar om doser. En sievert är 1 000 millisievert alltså 1 000 000 mikrosievert. Stråldosen kallas ofta förkortat för dos.  

Vid röntgenundersökning av t.ex. lungorna orsakas en ungefärlig dos på 0,07 mSv, och vid tandröntgen orsakas en dos på ungefär 0,01 mSv.  

Med extern stråldos avses den dos som orsakas av en strålkälla utanför kroppen, medan det med intern stråldos avses den dos som orsakas av radioaktiva ämnen i kroppen. Storleken av den interna stråldosen påverkas av det radioaktiva ämnets mängd och egenskaperna av strålningen det ger. Vilka organ eller vävnader det radioaktiva ämnet sprids till påverkar också dosen.  

Doshastigheten uttrycker hur stor dos en människa får inom en viss tid. Doshastighetens enhet är sievert per timme (Sv/h). Oftast lönar det sig att använda enheterna millisievert per timme (mSv/h) eller mikrosievert per timme (µSv/h). En sievert per timme är 1 000 millisievert per timme eller 1 000 000 mikrosievert per timme.  

Finländarens genomsnittliga effektiva stråldos från olika källor är ungefär 5,9 mSv om året. Av detta orsakas ungefär 4 mSv av radon i inomhusluft. Ungefär 1,1 mSv orsakas av naturens bakgrundsstrålning som härstammar från annat än radon i inomhusluften. Medicinsk användning av strålning orsakar finländare i genomsnitt en årlig effektiv dos på 0,76 mSv.  Nedfall som härstammar från Tjernobylolyckan och från nedfall från kärnvapenproven beräknas orsaka en ungefärlig dos på 0,01 mSv per år.  

Doshastigheten används ofta för att beskriva farlighetsgraden av att vistas på en särskild plats och bli utsatt för en särskild sorts strålning. Om doshastigheten är hög får man en stor stråldos på kort tid.  

I Finland varierar bakgrundsstrålningens doshastighet mellan 0,04 och 0,30 µSv/h.  

Från Becquerel till sievert  

Om en vuxen får 63 000 Bq cesium-137 i kroppen via födan, orsakar detta en stråldos på 1 mSv. Detta förhållande gäller bara för cesium-137, inte andra radioaktiva ämnen. Halten av cesium-137 i t.ex. renkött är i genomsnitt 500 Bq/kg. En måltid som innehåller 500 gram renkött orsakar en inre stråldos på ungefär 0,004 mSv (4 mikrosievert).  

Om luftens halt av jod-131 är 10 000 Bq/m³, orsakar detta en stråldos på 1 mSv ifall man andas in luften i ca tio timmar.  

Naturlig strålning och konstgjord strålning  

Det har alltid förekommit och kommer alltid att förekomma strålning i naturen oberoende av människans verksamhet. Finländarna får sin största stråldos av radon i inomhusluft. Det strålar lite överallt. Jordskorpan under oss och betong- och tegelväggarna runtom oss strålar. Vi är exponerade för strålning från rymden överallt - i flygplan mera än på marken. Vi äter, dricker och andas radioaktiva ämnen.  

Människotillverkade (konstgjorda) radioaktiva ämnen har också kommit in i vår livsmiljö, bl.a. från kärnvapenprov som utförts i atmosfären och Tjernobylolyckan.  

Förutom att joniserande strålning förekommer i naturen kan man också förorsaka joniserande strålning med elektriska apparater som röntgenmaskiner och partikelacceleratorer. Partikelacceleratorer och kärnreaktorer kan användas för att framställa många olika radionuklider som inte finns i naturen. Strålning av detta slag, som uppstår av maskiner och radionuklider som människan skapar, kallas för artificiell strålning eller konstgjord strålning.  

Icke-joniserande strålning omfattar statiska och lågfrekventa elektriska och magnetiska fält, radiovågor, mikrovågor, infraröd strålning, synligt ljus och ultraviolett strålning. Ultraljud, som är en mekanisk vågrörelse över det mänskliga örats ljudområde, ingår också i icke-joniserande strålning. Dessa typer av strålning orsakar inte jonisering, men kan ändå vara skadliga om exponeringen är för intensiv. Till exempel kan överdriven exponering för ultraviolett strålning orsaka hudskador och öka risken för hudcancer.   

Icke-joniserande strålning används för många ändamål inom telekommunikation, tv- och radiosändningar, belysning, skönhetsbehandlingar, medicinsk bildbehandling och terapier. De signaler som används vid telekommunikation, tv- och radiosändningar är radiovågor. Icke-joniserande strålning används i många olika tillämpningar inom skönhetsvård, bland annat ultraljud, ljuspulser, laser och radiofrekventa fält. När det gäller dessa bör det noteras att för mycket strålning kan orsaka skadliga vävnadsskador.   

Icke-joniserande strålning genereras ibland i samband med annan verksamhet. Till exempel genererar elöverföring i kraftledningar, transformatorstationer och elnät i hemmet ett elektriskt och magnetiskt fält runtomkring.  

Icke-joniserande strålning kan också användas i medicinska tillämpningar som ultraljud och magnetisk resonansavbildning (MRT).   

Det bör dock noteras att icke-joniserande strålning vid mycket höga nivåer också kan medföra hälsorisker, t.ex. brännskador på huden eller upphettning av vävnad. Detta beror på typen av strålning, intensiteten, exponeringstiden och personens känslighet. De säkra gränserna för strålning har därför fastställts noggrant och det är viktigt att följa lämpliga säkerhetsriktlinjer och rekommendationer.