YMPÄRISTÖN LUONNOLLINEN RADIOAKTIIVISUUS SUOMESSA professori Jukka Lehto Radiokemian laboratorio Helsingin yliopisto

SISÄLTÖ Säteilyn lähteet Radioaktiivisuuden lähteet Suomessa Säteilyn terveysvaikutukset Radon Uraani, radium, poloniun ja radiolyijy Ydinvoimalaitosonnettomuudet

SÄTEILYN LÄHTEET Sisäilman radon 2,0 msv 54% Luonnon radioaktiivisuus kehossa 0,36 10% Ulkoinen säteily maaperästä 0,45 12% Kosminen säteily avaruudesta 0,33 9% Lääketieteelliset röntgentutkimukset 0,5 14% Lääketieteelliset radioisotooppitutkimukset 0,03 1% Ydinasekokeet ja Tshernobyl-laskeuma laskeuma 0,02 0.5% Yhteensä 3,7 msv

SÄTEILYN TERVEYSVAIKUTUKSET Välittömät terveysvaikutukset - alle 100 msv: - 100-10001000 msv: - 1000-5000 msv: - yli 5000 msv: Syöpäriskin kasvu ei vaikutuksia ohimeneviä vaikutuksia vakavia vaikutuksia kuolema - suomalaisten saama kokonaissäteilyannos aiheuttaa 500-1000 kuolemaan johtava syöpää vuodessa (kaikkiaan vuosittain kuolee Suomessa syöpään 25000 ihmistä)

YMPÄRISTÖN RADIOAKTIIVISUUDEN LÄHTEET SUOMESSA Luonnon radioaktiiviset aineet Ydinasekokeiden aiheuttama radioaktiivinen saastutus Tsernobylin ydinvoimalaonnettomuuden aiheuttama radioaktiivinen saastutus

LUONNON RADIOAKTIIVISET AINEET RADIONUKLIDIT URAANIN JA TORIUMIN HAJOAMISKETJUISSA KOSMOGEENISET RADIONUKLIDIT ( 14 c) YKSITTÄISET RADIONUKLIDIT ( 40 K)

LUONNON RADIOAKTIIVISET HAJOAMISSARJAT 238 U-, 235 U- ja ja 232 Th-hajoamissarjat hajoamissarjat maaperässä 232 Th

222 Rn RADONKAASU

RADON 222 Rn (t ½ = 3.8 d), 219 Rn (t ½ = 4 s), 220 Rn (t ½ = 56 s) 222 Rn Jalokaasu Alfaemitteri 222 Rn:n tyttäret 218 Po (t ½ = 3 min), 214 Po (t ½ = 0.2 ms) alfaemittereitä 218 Po 214 Pb (t ½ = 27 min), 214 Bi (t ½ = 20 min) betaemittereitä 214 Pb Kiinnittyvät ilmassa aerosolihiukkasiin ja voivat jäädä hengitettäessä keuhkorakkuloihin

Radonin pitoisuudet ilmassa ulkoilmassa 1-5 Bq/m 3 Sisäilmassa keskimäärin 120 Bq/m 3 Maksimi sisäilmassa 30.000 Bq/m 3 Yli 70.000 kotia, joissa yli 400 Bq/m 3 Arvio: noin 200 kuolemaan johtavaa syöpää vuodessa

RADONIN TULO SISÄILMAAN

Radonpitoisuuden määrittäminen Radonin ja sen tyttärien määritys ilmasta: Ilmaa suodatetaan 0.1 m:n suodattimella Kiinteät tyttäret jäävät suodattimeen mitataan Läpi mennyt ilma, jossa Rn, kerätään viivästysastiaan, annetaan tyttärien kasvaa sisään, suodatetaan 0.1 m:n suodattimella, mitataan Radonin määritys sisäilmasta Radon diffundoituu purkkiin, jossa on polykarbonaatti- filmi radon ja sen tyttäret aiheuttavat filmiin jälkiä, jotka saadaan esille etsaamalla jäljet lasketaan

LUONNON RADIONUKLIDIEN SAANTI RAVINNON KAUTTA (0.36 msv = 10%) 40 K (1.3 x 10 9 a) keräytyy pehmytkudoksiin 238 U (4.5 x 10 9 a) keräytyy munuaisiin 226 Ra (1600 a) keräytyy luustoon 210 Pb (22 a) 210 Po (138 d)

RADIOKEMIAN LABORATORION TUTKIMUKSIA LUONNON RADIOAKTIIVISUUDESTA 235,238 U, 226 Ra, 210 Po ja 210 Pb porakaivo- vesissä ja niiden poistaminen ioninvaihdolla 210 Po ja 210 Pb metsämaassa ja niiden siirtyminen sieniin ja marjoihin Luonnon radionuklidien liukeneminen kaivosjätteistä

Uraani ympäristössä Kallioperässä UO 2 :na tai muuna niukkaliukoisena uraanimineraalina Hapettuu herkästi neljänarvoisesta (UO 2 ) kuudenarvoiseksi uranyyliksi (UO 2+ 2 ) Uranyyli muodostaa erittäin liukoisia negatiivisia karbonaattikomplekseja UO 2 (CO 3 ) 2 -- x x voidaan erottaa porakaivovesistä anioninvaihdolla

Uraanin määrittäminen vesi tai liuotettu (happouutettu) kivi tai sedimentti UO 2+ 2 erotetaan 8M typpihaposta UO 2 (NO 3 ) 2-4 - kompleksina anioninvaihtimella tai ekstraktiokromatografialla Uraani mitataan joko alfaspektrometrialla tai massaspektrometrialla

Radium 226 Ra (t ½ = 1600 v) alfaemitteri Maa-alkalimetalli alkalimetalli Ra Ra 2+ Radium ongelma porakaivovesissä ja mahdollisesti kaivosjätteissä

Radiumin erottaminen KIVI - jauhetaan ja keitetään kuningasvedessä KUNINGASVESI (U, Th, Ra, Po) - haihdutetaan kuiviin ja liuotetaan kuiviin ja liuotetaan 9M HCl - erotetaan anioninvahdolla U ja Po 9M HCl LIUOS (Th, Ra) - haihdutetaan kuiviiin ja liuotetaan 8M HNO 3 - erotetaan Th anioninmvaihdolla 8M HNO 3 SOLUTION (Ra) - puhdistetaan kationinvaihdolla - mitataan Ra alfaspektrometrisesti

210 Po ja 210 210 Pb 210 Pb (t ½ = 22 v) betaemitteri Pb Pb 2+ 210 Po (t ½ = 0.38 v) alfaemitteri Po Po 4+ Määrittäminen: Po saostuu spontaanisti hopealevylle mittaus alfaspektrometrialla Po:n erottamisen jälkeen odotetaan että Po kasvaa sisään jäljelle jääneeseen liuokseen, tehdään uusi spontaanisaostus hopealevylle ja mittaus alfaspektrometrialla

210 Po ja 210 Pb METSÄMAASSA Podsolimaannos: Karike Orgaaninen kerros Huuhtoumiskerros Rikastumiskerros

210 Po:n ja 210 Pb:n JAKAANTUMINEN METSÄMAASSA Bq m -2 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 2 Parkano Po-210 Pb-210 L O E B1 B2 210 Po/ 210 Pb suhde laskeumassa 0.04

Marjoista ja sienistä saatavat säteilyannokset Puolukka Tatti 210 Po 2,3 Sv/v 2,6 Sv/v 210 Pb 0,8 0,04 137 Cs 0,6 0,04

YDINVOIMALAONNETTOMUUDET 1979 Three Mile Islandin (USA) reaktorin polttoaine suli Ilmaa pääsi radioaktiivista jodia ja jalokaasuja Suurin arvioitu säteilyannos 0.4 msv (n. 10% suomalaisten vuosiannoksesta)

Tsernobylin onnettomuus 1986

Tsernobylin onnettomuuden terveysvaikutukset 47 sammutus- ja puhdistustöihin osallistunutta kuoli 9 lasta kuoli kilpirauhassyöpään radioaktiivisen jodin vaikutuksesta 50 vuoden aikana 7 miljoonan ihmisen syöpäkuolleisuus kasvaa noin 1%

Fukushima 2011?