Säteilysuojelun historiaa Eero Oksanen Säteilyturvakeskus Teollisuuden säteilyturvallisuuspäivät Jyväskylä 9.-10.4.2014
Säteilyn keksiminen - Alkuaikojen pioneereja Wilhelm Röntgen Röntgensäteiden (X-säteiden) keksiminen 1895 X-säteet etenevät suoraan eivät taivu magneettikentässä vaimenevat tiheissä materiaaleissa siroavat osuessaan kehoon voivat ionisoida kaasuja Wilhelm Röntgen sai keksinnöstään ensimmäisen fysiikan Nobel-palkinnon 1901. 2
Säteilyn keksiminen - Alkuaikojen pioneereja Henri Becquerel Radioaktiivisuuden keksiminen 1896 Becquerel havaitsi, että uraaniyhdisteet lähettävät läpitunkevaa näkymätöntä säteilyä, joka mustutti valokuvausfilmiä. Becquerel sai fysiikan Nobel-palkinnon 1903 spontaanin radioaktiivisuuden tutkimuksistaan yhdessä Marie Sklodowska-Curien ja Pierre Curien kanssa. 3
Säteilyn keksiminen - Alkuaikojen pioneereja Marie Sklodowska-Curie ja Pierre Curie Radiumin ja poloniumin löytäminen1898 Uraanipikivälkkeestä voitiin erottaa ainetta, joka oli satoja kertaa aktiivisempaa kuin uraani. Vismutin kaltaiselle aineelle ehdotettiin nimeä Polonium. Myöhemmin samana vuonna pikivälkkeestä saatiin erotettua radiumia, joka oli miljoona kertaa aktiivisempaa kuin uraani. Marie sai kemian Nobel-palkinnon 1911 radiumin ja poloniumin löytämisestä. 4
Röntgensäteiden hyödyntäminen Röntgentutkimukset ja -hoidot otettiin käyttöön lääketieteessä välittömästi keksinnön jälkeen. Ensimmäinen maailmansota Sodan aikana oli käytössä satoja kiinteitä ja liikkuvia kenttäsairaaloita, joissa käytettiin röntgenlaitteita sirpaleiden ja luunmurtumien paikallistamiseen sotilaiden kehossa. Käyttö Suomessa Helsingin kirurgiseen sairaalaan ensimmäinen röntgenlaite 1900. Vuonna 1924 röntgenlaitteita oli Suomessa 20 paikkakunnalla. 5
Röntgensäteiden viihdekäyttö Mystisiä X-säteitä esiteltiin yleisötapahtumissa, ja niistä syntyi science-fiction tarinoita. 6
Ihmeellinen radium Radiumia käytettiin lääketieteessä syövän ja ihosairauksien hoidossa. Tunnetuin teollinen käyttö ovat itsevalaisevat kellon viisarit. Radiumia kaupiteltiin ihmelääkkeenä lähes kaikkiin mahdollisiin vaivoihin tabletteina, voiteina ja liuoksina. Sitä oli tarjolla myös kauneudenhoitotuotteissa. 7
Säteilyn haittavaikutuksia alkoi ilmaantua Ihon ja silmien säteilyvaurioita raportoitiin jo röntgensäteilyn ensimmäisenä käyttövuotena. Wilhelm Röntgen varoitti vuonna 1898 säteilyn biologisista haittavaikutuksista. Säteilysuojelu alkoi kuitenkin kiinnostaa vasta, kun tuli ilmi käsien ja sormien amputointeja ja syöpäsairauksia. 8
Röntgen- ja radiummarttyyrien muistomerkki Saksan Röntgenyhdistys pystytti vuonna 1936 röntgen- ja radiummarttyyrien muistomerkin Hampuriin. Muistomerkissä oli aluksi 169 nimeä ja vuonna 1959 nimiä oli 360. Muistomerkissä ovat myös Suomen ensimmäisen röntgenlaitteen käyttäjänä toiminen hoitajattaren ja Viipurin Lääninsairaalassa työskennelleen röntgenlääkärin nimet. 9
Säteilyn mittausmenetelmiä Elektrometri Filmi Elektroskooppi Geiger-Müller mittari 10
Ensimmäiset säteilysuojelun periaatteet Amerikkalainen Wolfram Fuchs antoi ensimmäiset suositukset röntgensäteilyltä suojautumiseksi jo vuonna 1896: Pidä säteilytysaika niin pienenä kuin mahdollista. Älä seiso 30 cm lähempänä röntgenputkea. Voitele iho vaseliinilla ja lisää ylimääräinen kerros eniten altistuviin kohtiin. Samat säteilysuojelun periaatteet pätevät edelleen: AIKA ETÄISYYS SUOJAUS Britannian Röntgenyhdistyksen suojeluohjeet vuonna 1915 : säteilylähteen suojaus työajan rajoittaminen terveystarkastukset 11
ICRP:n säteilysuojelusuositukset 1928 Kansainvälinen säteilysuojelutoimikunta ICRP perustettiin 1928, ja se antoi ensimmäiset säteilysuojelusuosituksensa. Pääpaino oli suojausten teknisillä vaatimuksilla röntgentyössä. Lisäksi suositeltiin työajan rajoittamista ja pidennettyjä lomia. Käyttöön otettiin säteilytyksen yksikkö Röntgen (1 R 10 msv). Myös käytännön työskentelyohjeita: Vältä altistamasta itseäsi tarpeettomasti. Pysy mahdollisimman kaukana röntgenputkesta. Rolf Sievert Säteilyannoksen enimmäisarvolle ei annettu lukuarvoa, mutta lääkintähenkilökunnan vuosiannosten on arvioitu olleen tuolloin noin 1000 msv. 12
Säteilysuojelusuositukset 1934 ja 1951 ICRP:n suosituksissa 1934 annettiin ensimmäisen kerran annosraja (tolerable dose) 0,2 Röntgeniä päivässä. Tämä vastaa noin 500 msv:n efektiivistä annosta vuodessa. Vuonna 1951: annosraja pienemmäksi,150 msv vuodessa käsille annosraja 500 msv säännölliset terveystarkastukset ja verikokeet säteilyannokset rajoitettava mahdollisimman pieniksi Vuosi 1928 1934 1951 1956 1977 1990 2007 msv, työntekijät (1000) 500 150 50 50 20 20 msv, väestö 5 5 1 1 13
Säteilysuojelusuositukset 1954-1958 Ydinasekokeet altistivat tavallisia kansalaisia säteilylle, ja oli tarve rajoittaa työntekijöiden lisäksi myös väestön altistumista. Väestön annosraja 10 kertaa pienempi kuin työntekijöille. Sikiön altistusta rajoitettava. Työntekijöiden annosrajaksi 50 msv vuodessa. Ilman ja veden maksimiaktiivisuudet annettiin 90 nuklidille. Otettiin käyttöön absorboitunut annos (1 rad = 10 mgy) ja säteilyn biologiset vaikutukset huomioiva säteilyannos (1 rem = 10 msv). Vuosi 1928 1934 1951 1956 1977 1990 2007 msv, työntekijät (1000) 500 150 50 50 20 20 msv, väestö 5 5 1 1 14
Säteilysuojelusuositukset 1966 ja 1977 Säteilyn myöhäisvaikutusten riskeille saatiin tarkemmat arviot. Esim. leukemian riski 10 msv:n annoksesta on yksi tapaus miljoonasta. Syövän riski on verrannollinen kertyneeseen annokseen eikä sillä ole kynnysarvoa. Riski Annos Vuonna 1977 esitettiin säteilysuojelun kolme periaatetta: Oikeutus, optimointi ja yksilönsuoja (annosrajat). Käyttöön otettiin SI-järjestelmän mukaiset yksiköt, Sv, Gy, Bq. Vuosi 1928 1934 1951 1956 1977 1990 2007 msv, työntekijät (1000) 500 150 50 50 20 20 msv, väestö 5 5 1 1 15
Säteilysuojelusuositukset 1990 Syöpäriskit todettiin aikaisempaa suuremmiksi, ja työntekijöiden annosrajoja pienennettiin (enintään 100 msv / 5 vuotta). Yksilöiden suojelu ja optimointi korostui. Pienennettiin väestön annosraja 1 msv:iin, ja otettiin käyttöön annosrajoitukset optimoinnin toteuttamiseksi. Annosrajat annettiin erikseen säteilytoiminnalle (practices) ja vastatoimenpiteille (interventions). Vuosi 1928 1934 1951 1956 1977 1990 2007 msv, työntekijät (1000) 500 150 50 50 20 20 msv, väestö 5 5 1 1 16
Säteilysuojelusuositukset 2007 Optimointi on edelleen tärkeä osa säteilysuojelua. Määriteltiin kolme erilaista altistustilannetta: suunniteltu altistus (planned exposure) onnettomuusaltistus (emergency exposure) olemassa oleva altistus (existing exposure) Suunnitellussa altistuksessa ovat voimassa annosrajat ja annosrajoitukset, muissa tilanteissa referenssiarvot. Vuoden 2007 suosituksissa on mukana myös elinympäristön suojelu säteilyltä. Vuosi 1928 1934 1951 1956 1977 1990 2007 msv, työntekijät (1000) 500 150 50 50 20 20 msv, väestö 5 5 1 1 17
Säteilysuojelu Suomessa ennen 1950-lukua Säteilyn aiheuttamia vaurioita todettiin Suomessakin 1900 luvun alussa, kun säteilysuojelusta ei ollut riittävästi tietoa. Suomen radiologiyhdistys perustettiin 1924. Roolina lähinnä tiedonvaihtofoorumi. Helsingin yleisen sairaalaan perustettiin vuonna 1936 fyysikon toimi, mikä oli ensiaskel potilaiden säteilyturvallisuudessa. Vuoden1932 sähkölain perusteella kauppa- ja teollisuusministeriö antoi määräyksiä röntgenlaitoksista ja sädesuojalaitteista. Vuonna 1945 uudistetussa päätöksessä oli mukana myös annosraja 0,25 röntgenyksikköä päivittäin (2,5 msv). Myrkkyasetuksen (1946) perusteella kirjattiin maahan tuotujen radioaktiivisten aineiden laatua ja määrää, mutta käytön turvallisuuteen asetus ei puuttunut. 18
Säteilysuojauslaki 1957 Säteilysuojauslaki säädettiin säteilyn vahingollisten vaikutusten ehkäisemiseksi ja sillä oli kolme perustavoitetta: Säteilyn käyttötarkoituksen tulee olla järkevä ja hyväksyttävä. Säteilyä saavat käyttää vain päteviksi todetut henkilöt. Säteilyn käyttöpaikan ja laitteiden on täytettävä vaatimukset. Säteilylakia konkreettisemmin säteilysuojeluvaatimukset esitettiin sisäasiainministeriön päätöksessä säteilysuojaukseksi. Säteilytyöntekijöiden henkilökohtaisten säteilyannosten mittaaminen aloitettiin 1963. Sakari Mustakallio Käytännön säteilysuojeluvaatimuksia kirjoitettiin 1980-luvulta lähtien STUKin julkaisemiin säteilysuojeluohjeisiin (SS-ohjeisiin). 19
Säteilylaki ja säteilyasetus 1991 Säteilylaissa ja -asetuksessa huomioitiin ICRP:n suositukset vuodelta 1990. Uusina elementteinä olivat luonnonsäteily ja ionisoimaton säteily. Lakia ja asetusta täydentävät STUKin ST-ohjeet. Säädöksiä on myöhemmin korjattu ja täydennetty usein. Yksityiskohtaisempia vaatimuksia on annettu esim.: lääketieteellisestä säteilyn käytöstä korkea-aktiivisten umpilähteiden hallinnasta Säteilysuojelun keskeiset perusperiaatteet ovat kuitenkin ennallaan: Oikeutus, optimointi ja yksilöiden annosrajat. 20