Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituspaikkavaihtoehtojen ympäristön radioaktiiviset aineet ja ionisoiva säteily

Transkriptio

1 FI Työraportti Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituspaikkavaihtoehtojen ympäristön radioaktiiviset aineet ja ionisoiva säteily Säteilyturvakeskus Syyskuu 1998 Posivan työraporteissa käsitellään käynnissä olevaa tai keskeneräistä työtä. Esitetyt tulokset ovat alustavia. Raportissa esitetyt johtopäätökset ja näkökannat ovat kirjoittajien omia, eivätkä välttämättä vastaa Posiva Oy:n kantaa.

2 Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituspaikkavaihtoehtojen ympäristön radioaktiiviset aineet ja ionisoiva säteily TIIVISTELMÄ Raportissa esitetään lyhyt katsaus luonnon radioaktiivisuuden alkuperästä ja radioaktiivisten aineiden pitoisuuksista maankamarassa ja vedessä. Luonnonsäteilyn ja keinotekoisen säteilyn aiheuttamia säteilyannoksia ja säteilyn lähteitä tarkastellaan sekä suomalaisten että koko maapallon väestön kannalta. Raporttiin on koottu tietoa huoneilman, ulkoilman, sadeveden, pinta- ja pohjaveden sekä maa-ja kallioperän radioaktiivisuudesta Eurajoella, Kuhmossa, Loviisassa ja Äänekoskella. Lisäksi arvioidaan luonnonsäteilylähteistä saatavia säteilyannoksia kullakin paikkakunnalla erikseen. Luonnosta peräisin oleva säteily on ylivoimaisesti merkittävin säteilyaltistaja maapallolla. Me syömme, juomme ja hengitämme radioaktiivisia aineita. Eniten säteilyannosta saamme huoneilman radonista. Avaruudesta ja maankamarasta meihin kohdistuu ulkoista gammasäteilyä. Sisäilman radonin ja porakaivoveden radonin pitoisuusvaihtelut aiheuttavat suurimmat erot eri paikkakuntien ja eri henkilöiden säteilyannoksissa. Loviisassa ja Äänekoskella säteilyannokset ovat suurempia ja Eurajoella ja Kuhmossa pienempiä kuin Suomessa keskimäärin. Suomalaisen pientalossa asuvan ja vesilaitosvettä käyttävän henkilön säteilyannos luonnonsäteilystä ja Tshernobyl-laskeumasta on keskimäärin 3,5 millisievertiä vuodessa (msv/v). Eurajoella se on 3,3, Kuhmossa 2,6, Loviisassa 8,3 ja Äänekoskella 4,2 msv/v. Porakaivovettä käyttävälle luvut ovat vastaavasti 5,4 (suomalaiset), 4,1 (Eurajoki), 3,5 (Kuhmo), 12 (Loviisa) ja 5,4 msv/v (Äänekoski). Muut säteilylähteet kuin sisäilman radon ja talousvesi aiheuttavat yhdessä alle 1 msv:n annoksen vuodessa, vaikka niidenkin annoksissa on paikkakuntakohtaisia eroja. Avainsanat: radon, uraani, torium, cesium, säteilyannos, vesi, maaperä, kallioperä, radioaktiivinen laskeuma

3 Radioactive elements and ionizing radiation in the environment of the alternative sites for the final disposal of nuclear waste ABSTRACT This report summarises a short review of the origin of earth's natural radioactivity and concentrations of radioactive elements in ground and water. The radiation doses of natural and artificial sources are examined and presented for population of both Finland and the whole world. The report includes data on the radioactivity of indoor and outdoor air, rainwater, surface and groundwater, soil and bedrock in Eurajoki, Kuhmo, Loviisa and Äänekoski. The radiation doses from natural sources are also estimated in each municipality separately. Natural radiation is the most significant source of radiation exposure in the world. We eat, drink and breathe radioactive elements. The most radiation dose to man comes from indoor radon. We get cosmic radiation from space and terrestrial gamma radiation from ground. Indoor radon and radon in drilled wells causes the largest variation in radiation doses between municipalities or individuals. The radiation doses in Loviisa and Äänekoski are bigger and in Eurajoki and Kuhmo smaller than the average in Finland. The average radiation dose from natural radiation and Tshernobyl fallout is 3,5 millisievert per year (msv/a) for a Finn who lives in a detached house and uses household water from waterworks. The corresponding radiation dose in Eurajoki is 3,3, in Kuhmo 2,6, in Loviisa 8,3 and in Äänekoski 4,2 msv/a. The average doses for persons who use household water from drilled wells are respectively 5,4 (all Finns), 4,1 (Eurajoki), 3,5 (Kuhmo), 12 (Loviisa) and 5,4 msv/a (Äänekoski). The other sources of radiation, excluding indoor radon and household water, cause together less than 1 msv per year, althougt these doses vary in different municipalities, too. Key words: radon, uranium, torium, cesium, radiation dose, water, ground, bedrock, radioactive fallout

4 SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ 2 ABSTRACT 3 SISÄLLYSLUETTELO 4 1 JOHDANTO 5 2 LUONNON RADIOAKTIIVISET AINEET 5 3 SÄTEILYANNOS ERI LÄHTEISTÄ Sisäilman radon Luonnon taustasäteily Kosminen säteily Ulkoinen säteily maaperästä ja rakennuksista Luonnon radioaktiivisuus kehossa 13 4 PINTADLMAN RADIOAKTIIVISUUS 14 5 LASKEUMAN RADIOAKTIIVISUUS 19 6 PINTA- JA POHJAVEDET Luonnon radioaktiivisuus Keinotekoinen radioaktiivisuus 27 7 MAA- JA KALLIOPERÄ Uraani-ja toriumpitoisuudet Ulkoisen säteilyn annosnopeus 31 8 SÄTEILYANNOSTEN VERTAILU 33 9 KIRJALLISUUS 36 Liite 1 Radioaktiiviset hajoamissaijat 40 Liite 2 Säteilyannosten vertailu 42

5 JOHDANTO Suomessa syntynyt käytetty ydinpolttoaine on tarkoitus loppusijoittaa syvälle kallioperään. Sijoituspaikkavaihtoehtoina ovat Eurajoen Olkiluoto, Kuhmon Romuvaara, Loviisan Hästholmen ja Äänekosken Kivetty. Loppusijoituslaitoksen ympäristövaikutusten arviointi (YVA-menettely) edellyttää laitoksen aiheuttamien säteilyvaikutusten etukäteisarviota (Posiva 1998). Siksi on tärkeätä tietää, minkälaiset ovat luonnon radioaktiivisten aineiden pitoisuudet kallioperässä, maaperässä, vedessä ja ilmassa. Tässä raportissa esitetään nykyinen säteilytilanne vertailukohdaksi loppusijoituslaitoksen säteilyvaikutuksille. 2 LUONNON RADIOAKTIIVISET AINEET Maailmankaikkeuden iäksi oletetaan noin 15 miljardia vuotta. Aurinkokuntamme, johon maapalloja muut planeetat kuuluvat, oletetaan syntyneen kasautumalla kivimeteonittien kaltaisesta aineksesta noin 4,6 miljardia vuotta sitten (Koljonen 1992). Maapalloon kasaantuneet luonnon radioaktiiviset aineet ovat siten peräisin jo aurinkokuntaamme varhaisemmalta ajalta. Luonnon radioaktiivisten hajoamissarjojen lähtöaineet ovat: uraani 238 (uraanisarjan lähtöaine), uraani 235 (aktiniumsarjan lähtöaine) ja torium 232 (toriumsarjan lähtöaine). Uraani-, aktinium-ja toriumsarja ovat monivaiheisia hajoamisarjoja, joiden välituotteet lähettävät hajotessaan alfa-ja beeta-hiukkasia sekä gammasäteilyä. Kullakin sarjan jäsellä on sille ominainen puoliintumisaika eli aika, jonka kuluessa puolet kyseisestä aineesta on hajonnut ja muuttunut toiseksi aineeksi. Esimerkiksi uraani 238:n puoliintumisaika on 4,5 miljardia vuotta eli puolet maapallon syntyvaiheessa olleesta uraani 238:sta on hajonnut. Luonnossa on myös muita radioaktiivisia isotooppeja. Esimerkiksi luonnon kaliumista noin 0,0117 % on radioaktiivista kalium 40:tä. Liitteessä 1 on esitetty hajoamissarjat. Alkuaineet ovat maapallon syntyvaiheessa olleet todennäköisesti melko tasaisesti jakautuneet. Pian synnyn jälkeen maapallo on kuitenkin erilaistunut. Laajat maankuoren kehitysprosessit, toistuvat vuorijonojen poimukset, graniittien syntyjä vuorijonojen rapautuminen ovat rikastaneet uraania ja toriumia maan sisäosista kuoren materiaaliin. Alunperin tasapainossa olleet radioaktiivisten hajoamissarjojen jäsenet ovat aikojen kuluessa, maan kuoren kehitysprosesseissa, eriytyneet toisistaan. Aurinkokunnan ulkopuolella on tapahtumia, jotka synnyttävät säteilyä. Tätä säteilyä kutsutaan galaktiseksi kosmiseksi säteilyksi. Se koostuu protoneista, heliumioneista ja sitä raskaammista ioneista. Myös auringosta tulee säteilyä, joka koostuu samoista hiukkasista. Kun nämä hiukkaset tunkeutuvat ilmakehään, ne panevat alulle monivaiheisen prosessin kaasuytimien kanssa. Syntyy protoneja, neutroneja, myoneja, pioneja ja kaoneja sekä ns. kosmogeenisiä radioaktiivisia aineita, kuten tritium ( 3 H), beryllium 7, natrium 22 ja hiili 14 (Castren 1994). Eri kivilajien ja muiden ainesten radioaktiivisuuspitoisuuksista löytyy kirjallisuudesta useita yhteenvetoja. Tähän raporttiin on koottu tietoa uraani- ja toriumpitoisuuksista (Koljonen toim. 1992, UNSCEAR 1993) sekä radiumpitoisuuksista (Boyle 1982). Pitoisuudet on esitetty taulukoissa 1 ja 2.

6 Uraani-, torium ja radiumpitoisuudet ovat suurimpia graniittisissa kivissä ja pienimpiä ultramafisissa (ultraemäksisissä). Uraania on enemmän merivedessä kuin joki- tai järvivedessä. Toriumia ja radiumia on sitä vastoin enemmän joki-ja järvivedessä kuin merivedessä. Uraani- ja radiumpitoisuudet ovat eri kirjallisuuslähteistä, joten kaikista aineksista ei ole esitetty radiumpitoisuutta. Taulukko 1. Uraanin, toriumin ja radiumin keskipitoisuuksia ja vaihteluvälejä maankuoressa, yleisissä kivilajeissa, moreenissa, maaperässä ja vesissä. Mantereellinen kuori Merellinen kuori Ultramafiset kivet (peridotiitti) Mafiset kivet (gabro, basaltti) Graniitit ja granodioriitit Liuskeet Hiekkakivet Kalkkikivet Moreenin hienoaines Maaperä Joki- ja järvivesi Pohjavesi Merivesi Uraani 1, ppm 2,8 0,1 0,02 0,5 4 3,2 1,3 1 3,1 2,7 0,04 ppb Uraani 3, Bq/kg 34 1,2 0,2 6, Torium 1, ppm 10 0,3 0,05 2, ,2 9,4 <0,l ppb Torium 3, Bq/kg 41 1,2 0, Radium 2, ppm lxl0' s 4xlO" y l,5xl0" b lxlo" 6 8x10"' 4xlO' 7 8x10"* -9xlO" 5 lxl0- u -4xl0- y lxl0" lu -2xl0" / 4xl0' 11-2xl0" 10 3ppb 10-4 ppb 1) Koljonen toim ) Boyle ) 1 ppm uraania vastaa 12,3 Bq/kg uraania tai radiumia (tasapainossa), 1 ppm toriumia vastaa 4,07 Bq/kg toriumia Taulukko 2. Luonnon radioaktiivisten aineiden pitoisuuden vaihtelut eri kivilajeissa Pohjoismaissa (UNSCEAR 1993) Kivilaji Normaali graniitti Th- ja U-rikas graniitti Gneissi Dioriitti Hiekkakivi Kalkkikivi Liuske Keski-Kambrin alunaliuske Ylä-Kambrin tai Ala- Ordovikin alunaliuske Kalium 40 Bq/kg Radium 226 Bq/kg Torium 232 Bq/kg

7 SÄTEILYANNOS ERI LÄHTEISTÄ Luonnosta peräisin oleva säteily on ylivoimaisesti merkittävin säteilyaltistaja maapallolla. Maa-ja kallioperä jalkojemme alla ja betoni- tai tiiliseinät ympärillämme säteilevät. Avaruudesta peräisin olevalle säteilylle joudumme alttiiksi kaikkialla. Me syömme, juomme ja hengitämme radioaktiivisia aineita. Eniten säteilyannosta saadaan huoneilman radonista niin koko maapallolla kuin Suomessakin. Keinotekoisista säteilylähteistä eli ihmisen toiminnan tuloksena eniten säteilyannosta aiheutuu lääketieteellisistä tutkimuksista ja hoidoista. Lisäksi elinympäristöömme on joutunut jonkin verran radioaktiivisia aineita ilmakehässä tehdyistä ydinkokeista ja Tshernobylin onnettomuudesta sekä ydinvoiman käytöstä. Mitättömän pieni säteilyannos voi aiheutua käyttöesineistä, joihin on lisätty erittäin vähäisiä määriä radioaktiivisia aineita. Suomalaisen keskimääräiset säteilyannokset (msv/v) eri säteilylähteistä vuonna 1996 H Sisäilman radon 2 B Ulkoinen säteily maaperästä 0,5 D Kosminen säteily avaruudesta 0,3 D Luonnon radioakt.kehossa 0,3 Röntgentutkimukset 0,5 Radioisotoopit lääketieteessä 0,04 D Tshernobyl-laskeuma 0,04 Kuva 1. Suomalaisen keskimääräiset säteilyannokset eri säteilylähteistä vuonna 1996 (millisievertiä vuodessa) (Voutilainen 1996). UNSCEAR (1993) on laskenut eri säteilylähteistä peräisin olevan säteilyannoksen koko maapallon väestölle. Säteilyturvakeskus on julkaissut asiantuntijoiden lyhennelmät ja arviot raportista omassa sarjassaan (Auvinen ym. 1994). Taulukoissa 3 ja 4 on esitetty eri lähteistä peräisin olevat säteilyannokset koko maapallon väestölle ja erikseen suomalaisille.

8 Taulukko 3. Luonnonsäteilystä aikuiselle vuosittain aiheutuva keskimääräinen säteilyannos koko maapallolla ja Suomessa, millisievertiä vuodessa. Altistuksen aiheuttaja Säteilyannos (msv/v) Kosminen säteily Kosmogeeniset radionuklidit Ulkoinen gammasäteily Sisäinen säteily pitkäikäisistä radioaktiivisista aineista (ei radon) Sisäinen säteily radonista ja sen hajoamistuotteista - Hengitysilman radon 3 (Rn-222) - Hengitysilman toron (Rn-220) - Juomaveden radon (Rn-222) Koko maapallo 1 0,38 0,01 0,46 0,23 0,8 0,07 0,005 Suomi 2 0,3 0,01 0,45 0,2 2,0 0,07 0,1 Luonnonsäteily yhteensä 2,0 3,1 1) UNSCEAR1993 2) Castren ) Hengitysilman radonin annosarvio on laskettu ICRP 65:n mukaan (Castren 1994). Taulukko 4. Keinotekoisesta säteilystä aikuiselle vuosittain aiheutuva keskimääräinen säteilyannos koko maapallolla ja Suomessa, millisievertiä vuodessa. Altistuksen aiheuttaja Röntgentutkimukset Radioisotooppien käyttö lääketieteellisissä tutkimuksissa Tshernobyl-laskeuma Ilmakehässä tehtyjen ydinasekokeiden laskeuma Ydinvoimaloiden päästöt Säteilyannos Koko maapallo 0,3' 0,03 l i 7 7 (msv/v) Suomi 0,5 2 0,04 3 0,04 4 noin 0,005 5 (suomalaiset) noin 0,001 6 ympäristön asukkaille (muille suomalaisille pienempi) Keinotekoinen säteily yhteensä noin 0,33 noin 0,58 1) UNSCEAR1993 2) Rannikko et ai ) Korpela ) Annosarvio vuodelta 1997, suurimmillaan keskimääräinen annos oli 0,25 msv vuonna Suomela et ai ) Arvioitu raportin STUK-A54 tietojen perusteella. Säteilyturvakeskus ) Ikäheimonen et ai ) Koska annokset jakautuvat hyvin epätasaisesti ei ole järkevää laskea keskimääräistä yksilöannosta.

9 Sisäilman radon Radon ( 222 Rn) ja toron ( 220 Rn) ovat kaasumaisia radioaktiivisia aineita, jotka syntyvät uraanisarjassa esiintyvän radium 226:n ja toriumsarjassa esiintyvän radium 224:n hajoamistuotteina. Säteilyannoksen kannalta lyhytikäisellä toronilla ei ole käytännössä merkitystä. Pääasiallinen radonin lähde on rakennuksen alla oleva maaperä. Rakennuksen sisäilma on lämmintä ja ulkoilma kylmää. Tämä lämpötilaero aiheuttaa asunnon alaosaan alipaineen, jonka johdosta asunto talvella suorastaan imee maaperän radonpitoista huokosilmaa. Myös betoni, kipsilevyjä muut kiviaineksesta valmistetut rakennusmateriaalit tuottavat radonia. Radonia vapautuu huoneilmaan myös vedenkäytön yhteydessä. Radonin terveyshaitta aiheutuu sen lyhytikäisistä tyttäristä (poloniumin isotoopeista). Nämä ovat kiinteitä aineita, jotka ovat ilmassa sellaisenaan tai tarttuneina pölyhiukkasiin. Hengitettäessä ne joutuvat keuhkoihin, jossa ne hajoavat lähettäen alfahiukkasen. Suuri radonpitoisuus lisää riskiä sairastua keuhkosyöpään. Suomessa todetaan vuosittain noin 2000 keuhkosyöpää, joista radonin arvioidaan aiheuttavan Todennäköisin arvio on noin 200 keuhkosyöpää. Pienikin säteilyannos voi aiheuttaa syövän, joskin todennäköisyys on pieni. Mitä kauemmin ja mitä suuremmassa radonpitoisuudessa oleskelee sitä suurempi todennäköisyys on saada keuhkosyöpä (Säteilyturvakeskus 1998). Radonaltistuksesta 80 % saadaan asunnoissa ja 20 % työpaikoilla, joten työperäisiä keuhkosyöpiä ilmenisi vuosittain , todennäköisimmän arvion ollessa 40. Huoneilman radonpitoisuus on Suomessa keskimäärin 120 Bq/m 3, mistä aiheutuu asukkaalle noin 2 millisievertin säteilyannos vuodessa. Pientaloissa radonpitoisuus on keskimäärin 145 ja kerrostaloasunnoissa 80 Bq/m 3 (Arvela ym.1993). Erot eri asuntojen välillä voivat olla suuria, suurimmat säteilyannokset pientaloasunnoissa ovat olleet yli 300 msv/v. Syy korkeisiin pitoisuuksiin on kylmä ilmastomme, rakennusten perustamistapa ja tiiveys, graniittisen kallio-ja maaperämme tavallista suurempi uraanipitoisuus sekä ilmaa hyvin läpäisevät harjut. Taulukossa 5 ja kuvassa 2 on tarkasteltu radonpitoisuutta suomalaisissa pientaloissa vaihtoehtoisilla loppusijoituspaikkakunnilla.

10 Taulukko 5. Sisäilman radonpitoisuus pientaloissa. Neljästä tarkasteltavasta kunnasta on esitetty kaikki kunnissa tehdyt mittaukset ja lisäksi ne mittaukset, joista tunnetaan talon rakennuspohjan maaperä. Koko maa 1 Loviisa 2 Tiivis 4 Läpäisevä 5 Eurajoki 2 Tiivis Läpäisevä Äänekoski 2 Tiivis Läpäisevä Kuhmo 2 Tiivis Läpäisevä Asuntoja, kpl Keskiarvo Bq/m >200Bq/m j 17,9 % 56% 60% 51% 1,0% (3 (3 25% 24% 26% 5,6% (3 (3 > 400 Bq/nr* 5,0% 27% 30% 22% 5,4% (3 (3 10% 10% 13% 1,4% (3 (3 Maksimi 2 Bq/m ) Arvela ym. 1993, edustava keskiarvo ja ylitysprosentit 2) Voutilainen ym ) Mitattujen asuntojen lukumäärä on niin pieni, että prosentteja ei ole esitetty 4) Tiivis = talot perustettu kalliolle, moreenille, savelle tai siltille 5) Läpäisevä = talot perustettu harjuille tai muille hiekka- ja soramuodostumille

11 SÄTEILYTURVAKESKUS RADON ASUNNOISSA PIENTALOA KESKIARVO Bq/m 3 :J < E] f j ' j00-5ckj >500 STUK Kuva 2. Huoneilman radonpitoisuus suomalaisissa pientaloissa. Kuntakeskiarvot ovat Säteilyturvakeskuksen tekemien mittaustulosten keskiarvoja.

12 Luonnon taustasäteily Avaruudesta peräisin olevaa kosmista säteilyä, maankamaran ja rakennusten aiheuttamaa gammasäteilyä sekä ruuan ja juoman mukana kehoon joutuneista radioaktiivisista aineista aiheutuvaa sisäistä säteilyä kutsutaan luonnon taustasäteilyksi. Se aiheuttaa suomalaisille noin yhden millisievertin suuruisen annoksen eli neljäsosan vuotuisesta säteilyannoksestamme. Taustasäteilystä saatavan annoksen suuruuteen emme juurikaan voi vaikuttaa. Sisäilman radonia ei lasketa taustasäteilyksi, koska se on ihmisen itse rakennustoiminnallaan aiheuttamaa Kosminen säteily Suomalainen saa kosmisesta säteilystä noin 0,3 msv:n annoksen vuodessa. Erot eri puolilla Suomea ovat lähes olemattomat. Lentohenkilöstön arvioidaan saavan kosmisesta säteilystä enimmillään 4 millisievertin vuosiannoksen. Kosmiselta säteilyltä ei voi käytännössä juuri suojautua. Kosminen säteily on peräisin ulkoavaruudesta ja auringosta. Ulkoavaruudesta peräisin olevat hiukkaset ovat pääasiassa protoneja ja alfahiukkasia, joiden energia on hyvin suuri. Auringosta tulevien hiukkasten energia on pienempi. Maan pinnalla ja alemmissa ilmakehissä ei havaita suoraan näitä hiukkasia vaan niiden synnyttämää sekundäärisäteilyä. Ilmakehä ja maan magneettikenttä suojaavat maapalloa kosmiselta säteilyltä. Magneettikentän suojaava vaikutus on päiväntasaajalla suurempi kuin napa-alueilla. Mitä korkeammalla ihminen oleskelee, sitä suuremman säteilyannoksen hän saa metrin korkeudella kosminen säteily on noin kaksinkertainen merenpinnan tasoon verrattuna. Suomessa kosmisen säteilyn annosnopeus ilmassa merenpinnan korkeudella on noin 0,032 j.gy/h (Arvela 1988). Loviisa ja Eurajoki sijaitsevat vain hieman merenpinnan yläpuolella, jolloin kosmisen säteilyn annos näissä kunnissa on noin 0,28 msv/v. Äänekoski sijaitsee noin 100 metriä merenpinnan yläpuolella ja Kuhmo noin 170 m. Kuhmossa kosmisen säteilyn annos on noin 0,30 msv/v Ulkoinen säteily maaperästä ja rakennuksista Ulkoista säteilyä saamme maankamarassa ja rakennusmateriaaleissa olevien radioaktiivisten aineiden lähettämästä gammasäteilystä. Tällaisia aineita ovat mm. uraani, torium ja kalium. Me vietämme suurimman osan ajastamme kotona ja työpaikalla, toisin sanoen sisätiloissa. Sisällä saatu säteilyannoksemme onkin noin 5 kertaa suurempi kuin ulkona saatu. Kerrostaloasunnoissa saamme säteilyä seinistä, lattioista ja katosta. Pientalojen puiset rakenteet säteilevät huomattavasti vähemmän kuin kivipohjaiset rakenteet. Ulkona säteily on peräisin maaperästä. Ulkoisesta säteilystä aiheutuva annos tulee siis pääasiassa rakennusmateriaaleista sisätiloissa ja on keskimäärin 0,5 msv/v suomalaista kohti. Vaihtelu eri paikkakuntien välillä on 0,17-1 msv/v. Suurimmillaan ulkoinen säteily on Kaakkois-Suomen rapakivigraniittialueella (Arvela 1995). Kappaleessa 7.2 tarkastellaan ulkoista säteilyä lisää.

13 Luonnon radioaktiivisuus kehossa Monia luonnossa esiintyviä radioaktiivisia aineita joutuu kehoomme ruuan, juoman ja hengityksen mukana. Me siis säteilemme. Näistä radioaktiivisista aineista aiheutuu meille noin 0,3 msv:n sisäinen säteilyannos vuodessa. Pääasiallisin säteilylähde meissä on kalium 40, jonka osuus annoksesta on noin 0,2 msv. Ravinnon ja hengitysilman mukana kehoomme kulkeutuu uraanin ja toriumin hajoamissarjojen tuotteita. Eniten altistusta aiheuttavat uraanin hajoamistuotteet lyijy (Pb-210) ja polonium (Po-210). Näiden pitoisuudet maaperässä ja ravinnossa vaihtelevat eri paikkakunnilla. Suomalaiset saavat juomaveden radonista keskimäärin 0,1 msv:n vuotuisen sisäisen säteilyannoksen. Suurimmat henkilökohtaiset erot sisäisissä annoksissa aiheutuvat porakaivoveden radonista. Muita luonnon radioaktiivisia aineita joutuu kehoomme hyvin vähän. Avaruussäteilyn kautta syntyvistä radioaktiivisista aineista tärkein on hiili 14. Se sitoutuu kaikkeen elolliseen ja joutuu sitä kautta elimistöömme. Hiili 14 aiheuttaa 0,012 msv:n säteilyannoksen vuodessa eli vain vähäisen osan sisäisestä annoksestamme.

14 PINTAILMAN RADIOAKTIIVISUUS Ilmassa on erikokoisia leijuvia hiukkasia, joihin voi olla kiinnittyneenä radioaktiivisia aineita. Radioaktiivisia aineita tulee ilmaan luonnon omista lähteistä ja keinotekoisesti ihmisen toiminnan vaikutuksesta. Kosminen säteily synnyttää ilmakehään tritiumia ( 3 H), beryllium 7:ää, natrium 22:ta ja hiili 14:ta. Ydinkokeet, ydinaseiden valmistus, ydinenergian tuotanto, ydinonnettomuudet ja radioaktiivisten aineiden tuotantoja käyttö tuottavat ilmakehään tritiumia ja hiili 14:ta sekä lisäksi lukuisia muita radioaktiivisia aineita. Hiukkaset voivat kulkeutua tuhansien kilometrien päähän. Ne laskeutuvat joko sateen mukana tai painovoiman vaikutuksesta alas. Osa jo laskeutuneista radioaktiivisista hiukkasista voi joutua takaisin ilmaan esim. tuulen vaikutuksesta. Säteilyturvakeskus (STUK) valvoo pintailman radioaktiivisten aineiden pitoisuutta. STUKilla on ilmanäytteenkerääjiä seitsemällä paikkakunnalla eri puolilla Suomea. STUK analysoi myös Loviisan ja Olkiluodon ydinvoimalaitosten läheisyydessä olevien kerääjien suodattimet. Ilmankerääjä imee suuren määrän ilmaa lasikuitusuodattimen läpi, jolloin ilmassa olevat hiukkaset jäävät suodattimelle. Laitteessa oleva aktiivihiilisuodatin pidättää kaasumaisia aineita, kuten jodia. STUK julkaisee ilman radioaktiivisuusvalvonnan tulokset neljännesvuosittain. Paikallista, maanpinnalta ilmaan uudelleen noussutta, Tshernobylin laskeumasta peräisin olevaa cesium 137:ää havaitaan säännöllisesti, samoin vielä pieniä määriä cesium 134:ää. Satunnaisesti havaitaan myös Tshernobyl-laskeuman niobium 95:tä ja cerium 144:ää. Muiden Tshernobyl-laskeuman radionuklidien pitoisuudet ovat olleet alle havaitsemisrajan. Pieni osa cesium 137:stä on peräisin ilmakehässä tehdyistä ydinasekokeista. IImanäytteissä havaitaan joskus myös vähäisiä määriä tuoreita fissio-tuotteita, jotka voivat olla peräisin ydinvoimalaitoksista. Usein niiden alkuperä ei selviä (Saxen et ai. 1994). Radioaktiivisten aineiden määrät ilmassa ovat kuitenkin niin pieniä, ettei niistä ole terveydellistä haittaa. Keinotekoisten radioaktiivisten aineiden ohella raportoidaan myös kosmogeenistä alkuperää olevan beryllium 7:n pitoisuus. Taulukossa 6 ja kuvissa 3 ja 4 on esitetty tuloksia STUKin valtakunnallisesta ilman säteilyvalvonnasta. Kuvissa 5 ja 6 on esitetty tuloksia Loviisan ja Olkiluodon ilman cesium ja berylliumpitoisuuksista.

15 Taulukko 6. Pintailman radioaktiivisuus kuudella paikkakunnalla Suomessa (Saxen et ai. 1994, Ikäheimonen et ai. 1995). Paikkakunta Nurmijärvi 1 Viitasaari 1 Rovaniemi Ivalo 1 Olkiluoto 2 Loviisa 2 Beryllium 7, ibq/m Cesium 134, pbq/m 3 0, , , <0,4*-l,3 0*-2,2 0* - 15,5 Cesium 137, J,Bq/m 3 2, ,6-44 0, ,31-3, <0,2* - 29 * ja < tarkoittavat pitoisuutta alle havaisemisrajan. 1) Viikon pituisten keräysjaksojen vaihteluväli vuosina (Saxen et ai. 1994) Lisäksi satunnaisesti havaittiin pieniä määriä seuraavia radioaktiivisia aineita: Nurmijärvi: cerium 144, niobium 95, jodi 131, kromi 51, zirkonium 95, antimoni 125, koboltti 60 Viitasaari: jodi 131, cerium 144, antimoni 125 Rovaniemi: rutenium 106, cerium 144, antimoni 125, niobium 95, jodi 131 Ivalo: niobium 95 2) Kahden viikon pituisten keräysjaksojen vaihteluväli vuosina (Ikäheimonen et ai. 1995). Lisäksi satunnaisesti havaittiin pieniä määriä seuraavia radioaktiivisia aineita: Olkiluoto: mangaani 54, koboltti 58 koboltti 60, jodi 131 Loviisa: mangaani 54, koboltti 58 koboltti 60, hopea 110m, antimoni 124, jodi 131

16 O-' «Bq/mS 10* TOU HB SYY BO 1 10* to- 1 MAA TOU HB SYY TOU HB SYY IWDAR 1O" TAJW5 MAA TOU HEI MAR 10" TOU HB SYY Kuva 3. Cesium 137 -pitoisuus ([ibq/m ) viidellä STUKin ilmanäytteiden keräysasemalla vuonna 1997 (Ristonmaa toim. 1998). Taulukon 6 tilanteeseen verrattuna Nurmijärven keräysasema on lopetettu. Uudet keräysasemat ovat Helsinki, Kotka ja Imatra. Pitoisuudet on esitetty logaritmisella asteikolla (0,1, 1, 10 ja 100 jj.bq/m 3 ).

17 Kuva 4. Cesium 137 -pitoisuus Helsingin seudun pintailmassa vuosina Ennen Tshernobylin onnettomuutta esiintyvä cesium on peräisin ilmakehässä tehdyistä ydinasekokeista (Ristonmaa toim. 1998). Pitoisuudet on esitetty logaritmisella asteikolla (0,1,1,10,100, 1000, , fibq/m 3 3 ). Suurin pitoisuus noin mitattiin vuonna Nykyinen taso on 1-2 (ibq/m 3. Cesium 137, ibq/m 3 Beryllium, 7 pbq/m Mn-54 Sb-124 O Co-58 Cs-137 Co-60 Be-7 Ag-110m Kuva 5. Gammasäteilevät aineet (^.Bq/m ) Loviisan ympäristön pintailmassa neljällä mittausasemalla vuosina Korkeat 59 Co-ja n0m Ag-pitoisuudet ovat viite mahdollisesta kuumasta hiukkasessta suodattimella (Ikäheimonen et ai. 1995).

18 Cesium 137, ibq/m 3 Beryllium 7, u.bq/m Mn Co-58 Cs-137 Co-60 Be-7 Kuva 6. Gammasäteilevät aineet (u\bq/m 3 ) Olkiluodon ympäristön pintailmassa neljällä mittausasemalla vuosina Vuoden 1992 maaliskuun kohonnet arvot liittyvät ydinvoimalaitoksen huolto-ja korjaustöihin (Ikäheimonen ym. 1995).

19 LASKEUMAN RADIOAKTIIVISUUS Laskeumalla tarkoitetaan pölynä tai sadeveden mukana maahan ja veteen laskeutuneita radioaktiivisia aineita. STUK kerää laskeumanäytteitä kuukauden jaksoissa. Jos ilmanäytteiden tai ulkoisen säteilyn mittausten perusteella saadaan viitteitä tuoreesta laskeumasta, laskeumanäytteiden keräysjaksoa lyhennetään. Näin saadaan nopeasti tietoa laskeuman koostumuksesta ja radioaktiivisten aineiden määristä eri paikkakunnilla. Tätä nykyä näytteitä kerätään jatkuvasti 13 paikkakunnalla eri puolilla Suomea. Lisäksi ydinvoimalaitosten ympäristössä on laskeumankeräysasemia. Sadeveden mukana maahan laskeutuu maasta uudelleen ilmaan nousseita radioaktiivisia aineita ja kaukokulkeumana tulleita aineita. Sadevesinäytteissä havaitaan edelleen säännöllisesti Tshernobyl-laskeumasta peräisin olevia cesium 137:ää, cesium 134:ää ja strontium 90:tä. Satunnaisesti havaitsemisrajan ylittivät vuosina seuraavat radionuklidit: rutenium 106, antimoni 125, cerium 144, plutonium 238, 239 ja 240 ja amerikium 241 (Saxen et ai. 1994). Ydinvoimaloiden läheisyydessä havaittiin vuosina Tshernobyl-laskeuman radionuklidien lisäksi seuraavia radionuklideja: mangaani 54, koboltti 58, koboltti 60, rutenium 103, antimoni 125 ja hopea 110m (Ikäheimonen ym. 1995). Sadevesinäytteistä analysoidaan myös tritium-pitoisuus. Tritium on peräisin ydinenergian tuotannosta, ydinasekokeista ja luonnosta (kosmogeeninen radionuklidi). Kuvissa 7-10 on esitetty tuloksia STUKin valtakunnallisesta laskeuman radioaktiivisuusvalvonnasta. Taulukossa 7 on esitetty beryllium-, cesium- ja strontiumlaskeumat Loviisassa ja Olkiluodossa

20 Cesium 137:n vuosilaskeuma Strontium 90: n vuosilaskeuma Ival\> 0,2 Bq/m 2 Sodankylä/0,2 Bq/m 2 Rovaniemi 0,2 Bq/m 2 1 ivalkoski 4,6 Bq/m 2 Kajaani 0,09/ Bq/m 2 Joensuu 43^q/m 2 Jyväskylä 3/0 Bq/m 2 Imatra 3,9 Bq/m 2 Jyväskylä' * Niinisalo 0,08 Bq/m 2 A _ Jmatra 0^09 Bq/m 2 Jokioinen U,Z Bq/m' y Helsinki 5,3 Bq/m 2 ".* H-^*'" Helsinki 0,1 Bq/m 2 Maarianhamina 7,4 Bq/m 2 Maarianhamina 0,04 Bq/m 2 Kuva 7. Cesium 137:n ja strontium 90:n laskeumat (Bq/m ) eri asemilla vuonna Joidenkin kuukausien cesium 137 -laskeumat olivat alle havaitsemisrajan. Tällöin vuosisummaa laskettaessa on käytetty arvoa, joka on puolet mittauksen havaitsemisrajasta (Ristonmaa toim. 1997). Taulukko 7. Vuosittaiset beryllium 7, cesium 134, cesium 137 ja strontium 90 -laskeumat Loviisassa ja Olkiluodossa vuosina (Ikäheimonen ym. 1995). Paikkakunta Loviisa Olkiluoto Beryllium 7, Bq/m 2 /v Cesium 134, Bq/m 2 /v 2,4 3,3 Cesium 137, Bq/m 2 N Strontium 90, Bq/m 2 /v 0,60 0, ,8 1, ,34 0,53 Lisäksi havaittiin satunnaisesti pieniä määriä seuraavia radioaktiivisia aineita: Loviisa: mangaani 54, koboltti 58, koboltti 60, rutenium 103, hopea 110m Olkiluoto: mangaani 54, koboltti 60, antimoni 125

21 mmm 10» 10"' 10-* JAN IKR IMf JUL SEP NCW jm MW UAY ja ss» NW JAN MAR m JUL SB» NW Kuva 8. Cesium 137:n kuukausi- tai neljännesvuosilaskeumat (yhtenäinen viiva) kolmella asemalla ja strontium 90:n neljännesvuosilaskeumat (katkoviiva) kahdella asemalla vuonna Joidenkin kuukausien cesium-laskeumatulokset olivat alle havaitsemisrajan. Tällöin kuvissa on käytetty arvoa, joka on puolet mittauksen havaitsemisrajasta (Ristonmaa toim. 1997). Pitoisuudet on esitetty logaritmisella asteikolla (0,001, 0,01,01, 1, 10, 100 Bq/m 2 ). Bq/m , -1-, Kuva 9. Cesium 137 -laskeuma (Bq/m 2 ) Helsingin seudulla (Ristonmaa toim. 1997). Pitoisuudet on esitetty logaritmisella asteikolla (0,001,0,01,0,1, 1, 10, 100, 1000, Bq/m 2 ). Nykyinen taso on alle 1 Bq/m 2. Suurin pitoisuus noin Bq/m 2 mitattiin vuonna Nykyinen taso on noin 1 Bq/m 2.

22 Bq/l n Rovaniem D Helsinki 4,0-2,0-0,0-11 r tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä elo syys loka marras joulu -H.1 I H - 1 i 12,0-10,0-8,0-6,0- Kuva 10. Sadeveden tritium-pitoisuus ( 3 H) (Bq/l) Rovaniemellä ja Helsingissä vuonna Havaitsemisraja on 0,9 Bq/l (Ristonmaa toim. 1997).

23 PINTA-JA POHJAVEDET Maan pintaosissa kulkeutuva vesi kuljettaa valuma-alueilta mukanaan paikallisesta maaja kallioperästä liuenneita ja liettyneitä aineita vesistöihin ja lopulta mereen. Pinta- ja pohjavesien mukana kulkeutuvat sekä luonnollista alkuperää olevat että ihmisen aikaansaamat radioaktiiviset aineet. 6.1 Luonnon radioaktiivisuus Suurin osa vesien radioaktiivisista aineista on liuennut maa-ja kallioperästä. Luonnon radioaktiivisten aineiden määrät ovat suurimpia kalliopohjavesissä. Radioaktiivisia aineita ehtii liueta kalliopohjavesiin suuriakin määriä, koska kalliossa vesi liikkuu paljon hitaammin kuin maan pinnalla tai maaperässä. Säteilyannoksen kannalta merkittävin on radon 222. Merkittäviä ovat myös pitkäikäiset alfa-aktiiviset aineet kuten uraani 238, uraani 234, radium 226 ja polonium 210 sekä beeta-aktiiviset aineet kuten radium 228 ja lyijy 210. Vesissä on myös kalium 40:tä, jolla ei kuitenkaan ole säteilysuojelun kannalta merkitystä. Uraanin suhteen sen kemiallista myrkyllisyyttä pidetään suurempana haittana kuin sen radioaktiivisuutta. Esimerkiksi WHO (1998) suosittelee uraanin enimmäispitoisuudeksi 2 (Xg/1, mikä vastaa uraani 238:n ja uraani 234:n radioaktiivisuutta 0,05-0,1 Bq/l nuklidisuhteesta riippuen. Suomessa vesilaitosveden tai myytävän veden uraanin radioaktiivisuuspitoisuudelle on annettu raja-arvot: uraani 238:lle 20 Bq/l ja uraani 234:lle 20 Bq/l (Säteilyturvakeskus 1993). Jos vedessä on muita radioaktiivisia aineita täytyy uraanin nuklidien aktiivisuuksien olla pienempiä. Geologian tutkimuskeskus on julkaissut pohjavesiä (Lahermo ym. 1990) sekä purovesiä ja sedimenttejä (Lahermo ym 1996) käsittelevät kartastot, joissa on esitetty uraanin ja toriumin pitoisuuksia eri aineksissa (taulukko 8). STUK tutkii talousvesiä mittaamalla vesilaitosvesien ja pohjavesien luonnonradioaktiivisia aineita. Taulukoissa 9-11 on esitetty tuloksia STUKin kaivovesirekisteristä. Kemialliselle uraanille käytetään laatua (j,g/l. Käytännössä se on uraani 238:n pitoisuus, koska uraani 234:n määrä vesissä on huomattavan paljon pienempi. Uraanin radioaktiivisuutta tarkasteltaessa uraani 234 on kuitenkin huomioitava. Sen puoliintumisaika on paljon pienempi kuin uraani 238:n, joilloin radioaktiivisia hajoamisia tapahtuu tiuhempaan. Talousveden käyttö aiheuttaa ihmisille säteilyannosta kahta tietä. Vettä juomalla saamme radioaktiivisia aineita elimistöömme. Vedenkäytön yhteydessä radonia vapautuu hengitysilmaan, jolloin saamme säteilyannosta keuhkoillemme. Juotuna ja hengitettynä saadut annokset ovat aikuisille suunnilleen saman suuruisia. Taulukossa 12 on esitetty suomalaisten saamat säteilyannokset erilaisista talousvesistä.

24 Taulukko 8. Uraani-ja toriumpitoisuuksien mediaanit ja suluissa vaihteluvälit erilaisissa vesissä. Purovesi 1 Purosedimentti 1 Pohjavesi Kalliopohj avesi 2 1) Lahermo ym ) Lahermo ym Uraani, mediaani, (vaihteluväli) 0,07 (0,007-0,7) ng/1 2,0 (0,6-12) mg/kg 1,0 p.g/1 (lähteet ja kaivot) 2 l,0u,ga 21 jxg/1 (keskiarvo) Torium, mediaani, (vaihteluväli) Alle määritysraj an 4,9 (3-12) mg/kg 0,01-0,06 (0,002-0,2) ng/1 1 Taulukko 9. Vedenottamoiden radioaktiivisuuspitoisuudet koko maassa, tarkasteltavissa kunnissa sekä laajemmalla alueella, johon sisältyy kyseinen kunta ja sen naapurikunnat. Tilastoluvuista on esitetty keskiarvoja suluissa suurin mitattu pitoisuus. Vedenottamot Koko maa 1 Loviisan ymp. Loviisa' Eurajoen ymp. 1 Eurajoki Äänekosken ymp. 1 Äänekoski 1 Kuhmon ymp. Kuhmo 1 Kpl Radon, Bq/l 78 (6500) 64 (189) (46) 41 (46) 73 (740) 24 (42) 89 (629) 26 (36) Kokonaisalfa, Bq/l 0,078 (4,8) 0,17 (0,48) 0,096 0,063 (0,13) 0,060(0,10) 0,036(0,12) 0,022 (0,030) 0,029 (0,059) 0,019(0,019) Radium 226, Bq/l 0,0079(1,3) 0,0088 (0,037) 0,037 0,0096 (0,015) - 0,0031 (0,011) 0,0019 (0,0019) 0,0033 (0,0074) 0,0037 (0,0037) Uraani 2, Bq/l ( ) 0,063 (4,6) 0,14(0,38) 0,077 0,051 (0,10) 0,048 (0,080) 0,029 (0,098) 0,018(0,024) 0,023 (0,047) 0,015 (0,015) Uraani 2, ng/1 2,43(135) 5,6(16) 3,1 2,07 (4,2) 2,0(3,3) 1,2(4,0) 0,72 (0,98) 0,96(1,9) 0,60 (0,60) 1) Mäkeläinen, STUKin tutkimusaineiston kaikki mittaustulokset, tilanne Taulukossa käytetyistä vesianalyyseistä noin 80 % edustaa raakavettä ja noin 20 % käsiteltyä vettä. Vedenottamot käyttävät pintavettä, maapohjavettä ja vähäisessä määrin myös kalliopohjevettä. 2) Uraanipitoisuus on arvioitu kokonaisalfapitoisuuden perusteella. Taulukko 10. Rengas-ja lähdekaivojen radioaktiivisuuspitoisuudet koko maassa, tarkasteltavissa kunnissa sekä laajemmalla alueella, johon sisältyy kyseinen kunta ja sen naapurikunnat. Tilastoluvuista on esitetty keskiarvoja suluissa suurin mitattu pitoisuus. Rengas- ja lähdekaivot Koko maa 1 Loviisan ymp. 1 Loviisa Eurajoen ymp. Eurajoki 1 Äänekosken ymp. 1 Äänekoski 1 Kuhmon ymp. Kuhmo 1 Kaivoja 2 Kpl Radon, Bq/l 77 (3600) 130 (1200) 140 (250) 46 (220) 50 (220) 51 (270) 50 (170) 51 (360) 85 (340) Kokonaisalfa, Bq/l 0,083 (4,6) 0,18(0,51) 0,32(0,51) 0,076 (0,27) 0,07(0,13) 0,044 (0,59) 0,028 (0,07) 0,044 (0,19) 0,038 (0,07) Radium 226, Bq/l 0,013 (2,0) 0,022 (0,10) 0,79 (0,10) 0,011(0,063) 0,026 (0,032) 0,0077 (0,032) 0,0058 (0,009) 0,0084 (0,049) 0,0055 (0,006) Uraani 3, Bq/l ( ) 0,065 (2,4) 0,13(0,41) 0,14(0,41) 0,058 (0,22) 0,025 (0,098) 0,033 (0,56) 0,016 (0,064)) 0,031 (0,15) 0,020 (0,060) Uraani 3, M-g/1 2,1 (89) 4,1 (13) 4,5 (13) 1,8 (6,9) 0,77 (3,1) 1,05 (18) 0,50 (2,0) 0,98(4,9) 0,62(1,9) 1) Mäkeläinen, STUKin tutkimusaineiston kaikki mittaustulokset, tilanne ) Kaivojen lukumäärä on sama kuin radonanalyysien määrä, muiden analyysien määrät ovat pienempiä kuin kaivojen määrä. 3) Uraanipitoisuus on arvioitu kokonaisalfapitoisuuden perusteella.

25 Taulukko 11. Porakaivojen radioaktiivisuuspitoisuudet koko maassa, tarkasteltavissa kunnissa sekä laajemmalla alueella, johon sisältyy kyseinen kunta ja sen naapurikunnat. Tilastoluvuista on esitetty keskiarvo ja suluissa suurin mitattu pitoisuus. Porakaivot Koko maa 1 ' 2 Loviisan ymp. 1 Loviisa 1 Eurajoen ymp. 1 Eurajoki 1 Äänekosken ymp. 1 Äänekoski 1 Kuhmon ymp. 1 Kuhmo 1 Kaivoja 3 Kpl Radon, Bq/l 820(77 500) 1100(29000) 1100(6000) 220 (1300) 250(1300) 420 (5900) 340 (2500) 300 (3900) 290 (1600) Kokonaisalfa, Bq/l 2,3 (440) 1,0 (7,7) 1,4(2,8) 0,37 (4,0) 1,3 (4,0) 0,47 (2,8) 0,59 (2,8) 0,11(1,1) 0,10(0,30) Radium 226, Bq/l 0,15 (49) 0,12(1,0) 0,062(0,12) 0,047 (0,46) 0,035 (0,080) 0,023 (0,18) 0,022 (0,087) 0,026 (0,20) 0,023 (0,060) Uraani 4, Bq/l ( ) 2,5 (440) 1,8(50) 0,10(0,34) 0,28 (3,6) 0,73 (3,6) 0,35 (2,8) 0,43 (2,8) 0,068(0,61) 0,070 (0,26) Uraani 4, "g/1 80(13 700) 55 (1600) 2,3(7,1) 8,9(110) 23(110) 11(87) 13 (87) 2,1 (19) 2,2(8,1) 1) Mäkeläinen, STUKin tutkimusaineiston kaikki mittaustulokset, tilanne ) Porakaivovesien näytteet edustavat pahimpia radonalueita, joten ko. arvot eivät ole koko maata edustavia. Radonpitoisuuden keskiarvo on todennäköisesti välillä Bq/l. 3) Kaivojen lukumäärä on sama kuin radonanalyysien määrä, muiden analyysien määrät ovat pienempiä kuin kaivojen määrä. 4) Uraanipitoisuus on arvioitu kokonaisalfapitoisuuden perusteella. Taulukko 12. Talousvedestä aiheutuvat vuotuiset säteilyannokset oletetuilla radonpitoisuuksilla, millisievertiä vuodessa. (Salonen 1995, Voutilainen 1998). Veden käyttäjät Vesilaitosvesi 30 Bq/l Rengas- ja lähdekaivot 80 Bq/l Porakaivo 300 Bq/l Porakaivo 930 Bq/l Porakaivo Bq/l Radon ja muut radioaktiiviset aineet juotuna 1 (msv/v) 0,06 0,2 Noin 0,5 2) Noin 1,8 Noin 20 2) Vedestä vapautuva radon hengitettynä (msv/v) 0,04 0,1 0,2-1,0 (0,5) 3) 0,7-3,0(1,4) 3) 8-34(18) 3) Yhteensä (msv/v) 0,1 0,3 0,7-1,5 2,5-4, ) Henkilön oietaan juovan päivittäin 0,5 litraa vettä, josta radon ei ole vapautunut ilmaan. 2) Muiden radioaktiivisten aineiden oletetaan aiheuttavan 10 % radonin annoksesta. 3) Annos riippuu vedenkäytön määrästä ja ilmanvaihdosta. Yleisimmin arvioidaan, että veden radonpitoisuus esim Bq/l aiheuttaisi huoneilmaan 100 Bq/m 3 radonia. Se voi kuitenkin olla alle puolet tästä tai kaksinkertainen.

26 Teollisuuden Voima ja Posiva ovat teettäneet useita selvityksiä Olkiluodon, Kivetyn, Romuvaaran ja Hästholmenin ympäristön vesistä sekä syvistä ja matalista kairanrei'ista. Taulukkoon 13 on koottu näissä raporteissa esitettyjen eräiden radioaktiivisten aineiden analyysituloksia. Radonpitoisuudet sopivat talousvesien radonpitoisuuksien vaihteluväleihin. Uraanipitoisuudet ovat selvästi pienempiä kuin talousvesissä kullakin paikkakunnalla. Taulukko 13. Teollisuuden Voiman ja Posivan teettämiä tutkimuksia koskien Olkiluodon, Kivetyn, Romuvaaran ja Hästholmenin vesien radioaktiivisuutta. Koottu useista raporteista. Radon Lähde Porakaivo Kairanreikä Putkikaivo Meri Lampi Uraani 238, suodos Lähde Porakaivo Kairanreikä Meri - järvi/lampi/joki Uraani 234/238, suodos lähde porakaivo - kairanreikä meri - järvi/lampi/joki Olkiluoto 1 ' 2 ' 3 ' 4 Bq/l jxg/1 0,17 0,01-2,9 0,7-6,5 0,7 1,5 1,0-2,3 1-6,7 1,15 1) Tuominen 1994 (PATU-94-35) 2) Honkasalo 1995 (PATU-95-66) 3) Snellman ym (PATU-95-57) 4) Tuominen 1998 (Työraportti 98-07) 5) Tuominen 1995 (PATU-94-32) 6) Snellman ym (PATU-95-56) 7) Tuominen 1994 (PATU-94-49) 8) Snellman ym (PATU-95-55) 9) Tuominen 1998 (Työraportti 98-02) 10) Helenius ym (Työraportti 98-46) Kivetty' 10 Bq/l jxg/1 0,07-0,1 0,1-0,4 1,1-11 0,1 1,3 1,1-1, ,0-1,7 Romuvaara 7 ' 8 Bq/l <1 jj, g /l 0,04-0,05 0,05-0,1 0,05-0,14 0,02-0,05 0,1-2,4 1,0-2, ,2-1,6 Hästholmen 9 ' 10 Bq/l ji.g/1 2,4 0,18-3,1 0,6-1,1 1,1 2,6-3,2 1,2-1,3

27 Keinotekoinen radioaktiivisuus Vesissä on myös ydinasekokeista, Tshernobylin onnettomuudesta ja ydinvoimaloiden sallituista päästöistä peräisin olevia radioaktiivisia aineita. Niiden määrä on pieni ja merkitys säteilyannoksen kannalta on mitätön verrattuna luonnon radioaktiivisiin aineisiin. Keinotekoiset radioaktiiviset aineet eivät tritiumia lukuunottamatta juuri kulkeudu pohjaveteen. Lyhytikäiset radioaktiiviset aineet ehtivät hajota ja pitkäikäiset aineet pidättyvät tehokkaasti maaperään. Jokien ja järvien keinotekoisen radioaktiivisuuden seuranta kuuluu STUKin säteilyvalvontaohjelmaan. Lisäksi ydinvoimalaitosten ympäristövalvontaohjelmaan kuuluu merivesien radioaktiivisuuden seuranta. Taulukoissa on esitetty STUKin mittaustuloksia. Tritiumpitoisuutta on mitattu Kemijoessa, Päijänteessä ja Inarinjärvessä. Kaikissa pitoisuudet ovat suunnilleen saman suuruisia. Vuodesta 1990 vuoteen 1994 tritiumpitoisuus on pienentynyt 3,6:sta 2,5:een Bq/l (Saxen ja Koskelainen 1996). Taulukko 14. Strontium 90 ja cesium 134 ja 137 pintavesissä eri vesistöissä lokakuussa Sulkuihin on merkitty kyseisen vesistön alueella sijaitsevat tarkasteltavat kunnat. (Saxen ja Koskelainen 1996). Vesistö Pienet Suomenlahteen Laskevat joet (Loviisa) Kokemäenjoen valuma-alue Pyhäjärvi-Rautavesi, Ikaalisen vesistöalue, Kokemäenjoki, Loimijoen vesistö (Eurajoki) Kymijoen valuma-alue, Keitele-Päijänne (Äänekoski) Oulujoen valuma-alue, Sotkamon reitin vesistö (Kuhmo) Strontium 90 Bq/l 0,011 0,013 0,016 0,011 Cesium 134 Bq/l 0,002 0,005 0,0076 0,0035 Cesium 137 Bq/l 0,020 0,061 0,1 0,047 <j OTi Taulukko 15. H ja Sr sekä gamma-aktiiviset aineet Loviisan ja Olkiluodon meriympäristössä vuonna Loviisassa näytteet on otettu 5:stä ja Olkiluodossa 4 näytteenottopaikasta 3-4 eri vuodenaikana. Taulukossa on esitetty pitoisuuksien vaihteluvälit. (Ikäheimonen et ai. 1995) Tritium ( 3 H) Bq/l Kalium 40 ( 4U K) Bq/l Mangaani 54 ( 54 Mn) Bq/l Koboltti 60 ("to) Bq/l Strontium 90 (" Sr) Bq/l Cesium 134 ( 1J4 Cs) Bq/l Cesium 137 ( 1J/ Cs) Bq/l Loviisa <4-15 1,2-2, ,016-0,020 0,0048-0,0084 0,065-0,1 Olkiluoto <4-14 1,7-2,6 0-0, ,0068 0,017-0,019 0,008-0,015 0,13-0,18

28 MAA-JA KALLIOPERÄ Maa- ja kallioperässä olevat kalium 40 sekä uraani 238 ja torium 232 sekä niiden hajoamissarjojen jäsenet aiheuttavat merkittävimmän osan ulkoisesta gammasäteilystä. Niiden pitoisuudet vaihtelevat eri kivilajeissa ja maalajeissa. Ulkoista gammasäteilyä saadaan lisäksi Tshernobylin onnettomuuden aiheuttamasta laskeumasta, lähinnä cesium 137:stä. Pieni osa cesiumista on peräisin 1960-luvun ydinasekokeista. 7.1 Uraani- ja toriumpitoisuudet Geologian tutkimuskeskus on tehnyt koko maan kattavan geokemian kartaston, jossa on esitetty mm. moreenin uraani-ja toriumpitoisuus (Koljonen toim. 1992). Moreenin alkuainepitoisuudet heijastavat kallioperän vastaavia pitoisuuksia. Atlasaineksessa uraanin keskipitoisuus Suomessa on 3,3 ppm (mediaani 3,1 ppm). Pitoisuus on suurempi kuin maankuoressa keskimäärin ja lähes sama kuin graniiteissa. Moreenin hienoaineksessa uraania on runsaasti kaikkein nuorimpien graniittien alueilla Etelä-Suomessa (yli 5 ppm) ja muilla granitoidialueilla Keski- ja Etelä-Suomessa (yli 3,5 ppm). Itä-Suomen vanhimpien (arkeeisten) gneissien ja Pohjois-Suomen mafisten vihreäkivien alueella uraanipitoisuus on pienin (alle 3 ppm). Toriumpitoisuuden jakauma on lähes samanlainen. Taulukossa 16 on esitetty moreenin uraani-ja toriumpitoisuudet koko maassa ja neljällä tarkasteltavalla paikkakunnalla. Taulukko 16. Uraani -ja toriumpitoisuus moreenin hienoaineksessa (Koljonen toim. 1992). Koko maa Keskiarvo - Mediaani Kaakkois-Suomen Rapakivigraniitti - Loviisa 1 Rapakivigraniitti - Etelä- ja Lounais-Suomen vulkaanis- Sedimenttinen vyöhyke 2 Eurajoki 1 Keski-Suomen Granitoidialue Äänekoski 1 Itä-Suomen arkeeinen Gneissialue Kuhmo 1 Uraani 238, ppm 3,3 3,1 5,4 noin 5 5,2-5,0 noin 3,5 3,3 noin 3,5 Uraani 238, Bq/kg noin noin Torium 232, ppm 11,3 10,2 21 noin noin 12 9,1 noin 8,5 Torium 232, Bq/kg noin noin 49 1,9 noin 1, ,1 noin 6 33 noin 24 1) Arvioitu kartan (Koljonen toim. 1992) värin perusteella. 2) Eurajoki kuuluu rapakivialueeseen, Olkiluodon kallioperä koostuu graniiteista ja gneisseistä

29 STUK selvitti vuonna 1997 rakennusten täyttösorana käytetyn materiaalin radioaktiivisuuspitoisuutta (Vesterbacka 1998). Useimmista kunnista saatiin näyte siellä käytettävästä täyttösorasta. Taulukossa 17 on esitetty lääni- ja kuntakohtaisia tuloksia kyseisen tutkimuksen tulosaineistosta. Moreenin ja soran uraanipitoisuudet näyttävät vastaavan toisiaan Loviisassa ja Eurajoella. Kuhmossa ja Äänekoskella soran uraanipitoisuus on pienempi kuin moreenin. Kaikilla paikkakunnilla toriumpitoisuus on moreenissa selvästi pienempi kuin sorassa. Taulukko 17. Täyttösoran radioaktiivisuuden keskiarvoja suluissa vaihteluväli eri lääneissä ja neljässä tarkasteltavassa kunnassa. Koko maa Uudenmaan lääni - Loviisa 2 Radium 226, Bq/kg 25 40(15-65) 65 Torium 232, Bq/kg 30 40(20-105) 105 Kalium 40, Bq/kg ( ) 1500 Turun ja Porin lääni - Eurajoki 26(15-75) 45 35(14-100) ( ) 850 Kymen lääni 1 40 (25-55) 50(20-80) 1200( ) Hämeen lääni 1 35(15-55) 30(13-65) 850( ) Keski-Suomen lääni 1 - Äänekoski 1 20(10-30) 15 20(12-30) ( ) 700 Mikkelin lääni 1 25(15-35) 25(20-35) 800( ) Kuopion lääni 1 15(5-20) 15(12-30) 650 ( ) Vaasan lääni 1 20(15-35) 25(13-50) 750( ) Oulun lääni 1 Kuhmo 1 13(5-25) 10 17(7-35) ( ) 500 Lapin lääni 1 10 (5-25) 20(13-50) 650( ) 1) Vesterbacka, STUKin tutkimusaineisto, tilanne ) Näyte Ruotsinpyhtäältä 3) Muunnoskertoimet: 1 ppm uraani 238 = 12,3 Bq/kg uraani 238:aa tai tasapainossa olevaa radium 226:tta, 1 ppm torium 232 = 4,07 Bq/kg, 1 % kalium = 304 Bq/kg kalium 40

30 Posiva on teettänyt Olkiluodon ja Kivetyn kairanrei'ista petrologiset selvitykset. Siinä yhteydessä on analysoitu myös uraani-ja toriumpitoisuudet. Taulukossa 18 on esitetty kairanreikien pintaosien kivilajien pitoisuudet. Hästholmenin kallioperän uraani- ja toriumpitoisuus on selvästi suurempi kuin muilla paikkakunnilla. Tasarakeisessa ja hienorakeisessa rapakivessä ja tasarakeisessa graniitissa ja apliitissa pitoisuudet ovat keskimäärin 2-7 kertaa suurempia kuin muiden alueiden graniiteissa. Kuhmon Romuvaarassa kallioperän radioaktiivisuus on kaikkein alhaisin. Taulukko 18. Olkiluodon, Kivetyn, Hästholmenin ja Romuvaaran kallioperän uraanija toriumpitoisuus Posivan teettämien kairanreikäselvitysten perusteella. Pitoisuutena on käytetty yleensä kairanreikien ylintä analysoitua kivilajia. Taulukossa on esitetty pitoisuuden vaihteluväli ja suluissa keskiarvo. Olkiluoto - KR2,4,7! - KR8 1 - KR9 2 Kivetty - KR3,9, 11,12, 133.5,6 - KR5 3 - KR10 4 Hästholmen - Yl,5,8 7 - Y4,7, Y19, 20, YT7 7 - Y21, Y2,4,5 7 - KR1,2 8 - KR4 9 Romuvaara - KR KR KR KR10, ' 12 1) Gehörym ) Gehör ym ) Gehör ym ) Gehörym ) Gehörym ) Gehörym ) Gehörym ) Gehörym ) Gehörym ) Gehörym ) Gehörym ) Gehörym Kivilaji kiillegneissimigmatiitti graniitti tonaliitti graniitti granodioriitti kvartsimontsoniitti Tasarakeinen rapakivi Hienorakeinen rapakivi Tasarakeinen graniitti Porfyyrinen graniitti Apliitti Viborgiitti Tasarakeinen rapakivi tonaliitti graniitti tonaliittigneissi granodioriitti (Työraportti PATU-96-42) (Työraportti 97-09) (PATU-95-86) (Työraportti PATU-96-31) (Työraportti 97-16) (Työraportti 98-35) (Työraportti 97-36) (Työraportti 97-40) (Työraportti 98-30) (Työraportti PATU-95-87) (Työraportti PATU-96-30) (Työraportti 97-19) Uraani, ppm 3,1-5,2(4,0) 5,6 1,6 2,3-5,1(3,4) 2,3 3,3 5,3-31,8(13,5) 6,4-20,7(11,7) 12-19,4(15) 4,5-9(6,7) 7,5-16,1 (11,7) 6,4-8,1 (7,3) 15,8 1,1 2,1 <0,5 <0,5-0,5(<0,5) Torium, ppm 8,8-11 (9,9) 14 5,8 6-16(9,0) 5,2 5, (53) (78) (70) 15-29(22) 20-93(62) (30) 60 3,6 7,2 0,6 2,6-4,5(3,5)

31 Ulkoisen säteilyn annosnopeus Normaali taustasäteily vaihtelee Suomessa 0,04:stä 0,30:een mikrosievertiin tunnissa. Suojaustoimenpiteet ovat tarpeen, jos säteilytaso ylittää 100 mikrosievertiä tunnissa. STUK kartoitti vuosina ulkoisen taustasäteilyn annosnopeutta maanteillä (Lemmelä 1984). Taulukossa 19 on esitetty läänikohtaiset keskiarvot ja vaihteluvälit sekä ulkoisen säteilyn annosnopeus tarkasteltavissa kunnissa arvioituna kartasta. STUK teki uuden autokartoituksen Tshernobylin onnettomuuden jälkeen vuosina (Arvela et ai. 1990). Tshernobylin onnettomuuden seurauksena eri puolille Suomea tuli vaihteleva määrä laskeumaa. Cesium 137 aiheuttaa ulkoista säteilyannosta vielä jonkin verran. Muut radioaktiiviset aineet ovat olleet joko niin lyhytikäisiä, että ovat jo hajonneet tai sitten niiden osuus laskeumassa oli niin vähäinen, ettei niillä ole säteilyannoksen kannalta merkitystä. STUK on selvittänyt myös ulkoisen säteilyn annosnopeutta suomalaisissa asunnoissa vuonna 1991 (Arvela et ai. 1995). Taulukkoon 20 on koottu tietoa ulkoisesta annosnopeudesta lääneittäin. Taulukko 19. Ulkoisen säteilyn annosnopeus STUKin tekemän autokartoituksen perusteella (Lemmelä 1984). Tuloksiin sisältyy kosmisen säteilyn osuus 0,036 Ulkoisen säteilyn annosnopeus, keskiarvo ja vaihteluväli usv/h Koko maa Uudenmaa lääni 0,11(0,08-0,21) 0,13(0,12-0,17) - Loviisa 1 0,17 Turun ja Porin lääni Eurajoki 1 Keski-Suomen lääni 0,11 (0,09-0,14) 0,11 0,10(0,085-0,11) - Äänekoski 1 0,10 Oulun lääni 0,11(0,09-0,12) - Kuhmo 1 0,10 1) Kuntakohtaiset arvot on arvioitu kartasta (Lemmelä 1984).

32 Taulukko 20. Ulkoisen säteilyn annosnopeus (ngy/h) ja annos (msv/v) ulkona ja sisällä (Arvela 1995). Koko maa Itä-Uusimaa ja läntinen Kymenlääni Turun ja Porin lääni Keski-Suomen lääni Oulun lääni Sisällä Kerrostalo NGy/h Sisällä' 1 kerrostalo msv/v 0,49 0,75 0,46 0,43 Sisällä pientalo ngy/h Sisällä 2 pientalo msv/v 0,28 0,33 0,29 0, , ,22 1) Vuoden 1991 tilanteeseen laskettuna (Arvela 1995) 2) Sisällä oleskellaan 80 % ajasta ja ulkona 20 %. 3) Tilanne tällä hetkellä Ulkona luonto ngy/h Ulkona 2 luonto msv/v 0,09 0,12 0,08 0,07 0,07 Ulkona Tshernobyllaskeuma 1 ngy/h 12,2 11,4 12,0 15,7 1,8 Ulkoinen Tshernobyllaskeuma msv/v 0,02 0,02 0,02 0,03 0,003