Mulige helseeffekter av yrkesmessig strålingseksponering fra radar. Rapport fra en ekspertgruppe opprettet etter oppdrag fra Forsvarsdepartementet

Transkript

1 Mulige helseeffekter av yrkesmessig strålingseksponering fra radar Rapport fra en ekspertgruppe opprettet etter oppdrag fra Forsvarsdepartementet Oslo

2 Innhold 1 Sammendrag Innledning og bakgrunn Mandat og medlemmer Arbeidsform Generelt om stråling Elektromagnetisk stråling Partikkelstråling Radioaktivt henfall Stråledoser Dosemålinger Radar og radaranlegg som strålekilde Kilder til ikke-ioniserende stråling Kilder til ioniserende stråling Arbeids- og eksponeringsforhold Ioniserende stråling Ikke-ioniserende stråling Metoder som benyttes for å undersøke om en miljøpåvirkning kan føre til helseskade Risikovurdering Metoder som benyttes til å undersøke mulige helseskader Helsekonsekvenser knyttet til ioniserende stråling Kreft Hjerte- og karsykdommer Reproduksjon Katarakt Helsekonsekvenser knyttet til ikke-ioniserende stråling Termiske effekter Ikke-termiske effekter Kreftrisiko for mennesker Yrkeseksponering Mobiltelefoner og kreft Bolig i nærheten av antenner og sendere Reproduksjonshelse hos mennesker og radiofrekvente felt Radiofrekvente felt og diverse effekter: øye, kardiovaskulære Hva vet man om mulighet for helseskader hos yrkespersonell som er blitt utsatt for ioniserende og ikke-ioniserende stråling fra radar? Mulighet for at ioniserende stråling har gitt helseskader hos yrkeseksponerte ved radaranlegg Mulighet for at ikke-ioniserende stråling har gitt helseskader hos yrkeseksponerte ved radaranlegg Referanser Ordforklaringer og forkortelser

3 1 Sammendrag En arbeidsgruppe nedsatt av Statens strålevern har hatt som mandat å avklare kunnskapsstatus om mulige helseeffekter av yrkesmessig radareksponering fra radiofrekvent stråling og røntgenstråling. Gruppen bygger hovedsaklig sine konklusjoner på vitenskapelige undersøkelser publisert i anerkjente tidsskrifter etter forutgående fagfellevurdering. Arbeidsgruppen har videre hatt tilgang på eksponeringsmålinger, både for ikke-ioniserende og ioniserende stråling fra ulike komponenter ved forskjellige radarinstallasjoner. Målingene er utført av Forsvarets laboratorietjeneste. Denne informasjonen, sammen med antakelser om eksponeringstider og arbeidsrutiner, er lagt til grunn for arbeidsgruppens bedømmelse av helserisiko. Ioniserende stråling Omfattende epidemiologiske studier har påvist at ioniserende stråling kan medføre negative helseeffekter hos mennesker. Videre er mekanismene knyttet til slike effekter vel kartlagt. Sannsynligheten for dødsfall forårsaket av stråleindusert kreft anslås til ca. 5 % per Sv. Dersom en legger Forsvarets egne dosemålinger til grunn, samt antagelser om arbeidsforhold og eksponeringstider, anslås dosenivået å være mellom 0 og 5 msv per år for radarteknikere knyttet til Luftforsvarets radaranlegg. For hjerte- og karsykdommer tyder forskning på en viss økning i relativ risiko hos eksponerte personer etter høye stråledoser, men hvor stor økningen er er usikkert og mekanismene bak den er ikke kjent. En årlig eksponering på 5 msv summert over mange år svarer til en total sannsynlighet for kreftrelatert død på betydelig mindre enn 1 %. Ikke-ioniserende stråling Det foreligger dokumentasjon på at ikke-ioniserende stråling, ved høye eksponeringsnivåer, leder til termiske effekter gjennom oppvarming av vev. Skader knyttet til termiske effekter inntreffer når eksponeringen er over en viss terskelverdi. Forsvarets målinger for eksponering for ikke-ioniserende stråling viser at etablerte grenseverdier kan ha vært overskredet i noen få, spesielle tilfeller. Dette gjelder særlig nært opp til ildledningsradarer dersom disse står stille, og meget nært opptil det elektroniske utstyret ved åpne sikkerhetsdører. Samlet sett vil man imidlertid ikke forvente helseskader hos de eksponerte, knyttet til termiske effekter av ikke-ioniserende stråling. Det kan ikke utelukkes at ikke-ioniserende stråling kan virke via andre mekanismer enn gjennom termiske effekter, også ved eksponeringsnivåer lavere enn det som er kjent å lede til termiske effekter. Tross omfattende forskning er imidlertid resultatene motstridende og belegg for slike ikke-termiske effekter er svakt. 3

4 2 Innledning og bakgrunn Siden radaren ble utviklet i mellomkrigstiden har denne teknologien fått stor anvendelse, i første rekke militært, men også i økende grad i sivil sammenheng. Radar er en forkortelse for Radio Detection And Ranging, og ble utviklet for å påvise fiendtlige fly og fartøy i militære operasjoner. Radar kan påvise objekter ved at utsendt elektromagnetisk stråling reflekteres og fanges opp av antenner. Det mottatte signalet vil dermed kunne si noe om i hvilken avstand og i hvilken retning det ukjente objektet befinner seg. Siden 1945 har Norge hatt en rekke ulike militære radarinstallasjoner; dels montert på marinefartøy, dels landbaserte. Faste, landbaserte radarinstallasjoner har enten hatt som oppgave å overvåke skipstrafikk langs kysten (radarinstallasjoner knyttet til marinefort), eller også overvåkning av luftrommet. Mobile, landbaserte radaranlegg benyttes i forbindelse med ildledning. Muligheter for helseskade i forbindelse med eksponering for elektromagnetisk stråling har lenge vært drøftet og har vært gjenstand for eksperimentell så vel som epidemiologisk forskning. I den senere tid er det i første rekke mulige helseskader etter eksponering for elektromagnetisk stråling fra mobiltelefoner som har vært adressert. I forbindelse med bruk av radar vil personale, i første rekke radarteknikere og -operatører, kunne utsettes for elektromagnetisk stråling; det har derfor vært reist spørsmål om hvorvidt denne eksponeringen kan ha medført negative helsemessige konsekvenser for personalet. Dette har vært et sentralt punkt i den såkalte Kvikk-saken, hvor mulig overhyppighet av misdannelser hos barn av marinepersonell har vært kartlagt. I tillegg til selve radarstrålingen har også komponenter i radarinstallasjoner det norske forsvaret har benyttet kunnet avgi røntgenstråling. Også i andre NATO-land har spørsmålet hvorvidt eksponering for elektromagnetisk stråling og røntgenstråling i forbindelse med arbeid ved militære anlegg vært drøftet. I Tyskland avga en uavhengig kommisjon bestående av 17 medlemmer, nedsatt av Bundeswehr på anmodning fra riksdagens forsvarskomite, i 2003 en rapport om helserisiko for personalet som hadde arbeidet med radaranlegg i Bundeswehr og Nationale Volksarmee. Rapporten konkluderer med at det foreligger en viss risiko for kataraktutvikling hos denne yrkesgruppen som følge av eksponering for radiofrekvente felt, men konkluderer ikke med forhøyet risiko for sykdommer som f.eks. kreft ved slik eksponering. Når det gjelder eksponering for ioniserende stråling, konkluderer rapporten med at det kan være forhøyet risiko for noen kreftformer. Den avga forsvarskomiteen i Riksdagen endelig innstilling i saken. Her ble erstatning til 500 av i alt 2500 tidligere militært og sivilt ansatte som hadde arbeidet på radaranlegg innvilget. Også blant norsk militært personell har det vært reist spørsmål ved mulig helseskade knyttet til arbeid ved Forsvarets radaranlegg, spesielt forekomst av kreft hos radaroperatører og -teknikere. Den 12. august 2005 ble Interessegruppen for stråleskadde etablert og et første møte med Statens strålevern kom i stand den 25. oktober samme år. Parallelt med interessegruppens samtaler med Forsvaret og helsemyndigheter fatter pressen interesse for saken. I en serie artikler omtaler Dagbladet krefttilfeller hos radaroperatører i Luftforsvaret og mulig sammenheng med eksponering for radarstråling. Lederen av Stortingets kontroll- og konstitusjonskomité slår fast at det må nedsettes en granskingskommisjon. Forsvarsdepartementet innkalte til et møte og ba om sivil hjelp med bred offentlig deltagelse. Det ble konkludert med at en større gjennomgang skulle gjøres og Strålevernet fikk i oppdrag å tegne en skisse for dette arbeidet. 4

5 I møtet mellom Forsvarsdepartementet, Helse- og omsorgsdepartementet, Forsvaret, Statens strålevern og Sosial- og helsedirektoratet ba Forsvarsdepartementet Statens strålevern om å sette ned en kontaktgruppe for å se på eventuelle årsakssammenhenger mellom helseskader og bruk av Forsvarets radarer. Statens strålevern, Forsvarets Sanitet og Sosial- og helsedirektoratet utgjør denne kontaktgruppen og Strålevernet leder den. I tillegg ba Forsvarsdepartementet Statens strålevern om å sette ned en arbeidsgruppe med representanter fra relevante institusjoner. Gruppen skal gå gjennom relevant forskningsmateriell, og avlegge en rapport om mulige helseeffekter av yrkesmessig radareksponering fra radiofrekvent stråling og røntgenstråling til kontaktgruppen innen (Merk; etter innvilget søknad om utsettelse skal overlevering skje per 15. januar 2007). Forsvaret skal ikke delta i denne gruppen. Kontaktgruppen skal etter planen avgi en samlet utredning innen utgangen av mars Mandat og medlemmer Gruppen ble nedsatt av Statens strålevern og gitt følgende mandat: avklare kunnskapsstatus om mulige helseeffekter av yrkesmessig radareksponering fra radiofrekvent stråling og røntgenstråling og avlegge en rapport til kontaktgruppen. For å kunne fylle sitt mandat på en best mulig måte ble arbeidsgruppen nedsatt med bred deltagelse. Det ble også vektlagt å hente inn relevant kompetanse fra Sverige. Bredden i arbeidsgruppen utgjøres både av spenn i faglig tilhørighet samt i institusjonell tilhørighet. Gruppen fikk følgende sammensetning: Dag Rune Olsen, professor, dr.philos., Inst. for kreftforskning, Rikshospitalet-Radiumhospitalet HF, Oslo (leder) Bente E. Moen, professor dr.med., Institutt for samfunnsmedisinske fag, Universitetet i Bergen Edgar Rivedal, seniorforsker, dr.philos, Inst. for kreftforskning, Rikshospitalet-Radiumhospitalet HF, Oslo Paul Thode, radartekniker, representant for berørtes interesseorganisasjon, Holmestrand Petter Kristensen, forskningssjef, dr. med.,stami, professor II, UiO, Oslo Kristina Kjærheim, overlege, dr.med., Kreftregisteret, Oslo Ståle Ramstad, 1. amanuensis, dr.scient., Høgskolen i Sør-Trøndelag, Trondheim Tore Tynes, overlege, dr.med., Statens strålevern, Østerås, og STAMI, Oslo Gunnar Brunborg, forskningssjef, dr.philos., Nasjonalt folkehelseinstitutt, Oslo Per Hall, professor i strålingsepidemiologi, dr.med., Karolinska Institutet, Stockholm Tor Wøhni, professor II, NTNU, Trondheim/forsker, Statens strålevern, Østerås Leif Moberg, forskningssjef, fil.dr., Statens strålskyddsinstitut, Stockholm Magnus Hodne, rådgiver, cand.philol. Statens strålevern, Østerås (sekretær ) Hege Husby Talsnes, informasjonsrådgiver, MA, Statens strålevern, Østerås (sekretær ) 5

6 2.2 Arbeidsform Arbeidsgruppen har i sitt arbeid med å avklare kunnskapsstatus om mulige helseeffekter av yrkesmessig radareksponering lagt til grunn vitenskapelige undersøkelser publisert i anerkjente tidsskrifter etter forutgående fagfellevurdering ( peer-review ). De vitenskapelige studier som er inkludert i dette arbeidet er søkt opp igjennom anerkjente databaser (PubMed o.l). Når det gjelder mulige helseeffekter av ioniserende stråling har gruppen støttet seg i betydelige grad til United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR, og deres rapport fra UNSCEAR-rapporten inneholder en detaljert gjennomgang av gjeldende kunnskapsstatus om mulige helseeffekter etter eksponering for ioniserende stråling frem til Arbeidsgruppen har ut over dette også vurdert vitenskapelige undersøkelser tilkommet etter Arbeidsgruppen har videre hatt tilgang på eksponeringsmålinger foretatt av Forsvarets laboratorietjeneste ved Forsvarets ulike radaranlegg. Arbeidsgruppen har i første rekke lagt til grunn epidemiologiske (befolkningsbaserte) studier, men har supplert med resultater fra eksperimentelle studier der kunnskapsgrunnlaget med utgangspunkt i epidemiologiske studier er mangelfullt. Videre støtter arbeidsgruppen seg til eksperimentelle studier for å belyse mekanismer bak mulige helseeffekter. Arbeidsgruppen har hatt månedlige møter gjennom hele 2006 og samtlige medlemmer har deltatt i de faglige diskusjoner, samt i utformingen av den endelige rapporten. De forskjellige kapitlene i rapporten er imidlertid utformet av ulike gruppemedlemmer avhengig av fagbakgrunn. 6

7 3 Generelt om stråling Mennesket har alltid blitt utsatt for stråling - fra verdensrommet, fra solen, og fra radioaktive stoffer som naturlig finnes i omgivelsene og i kroppen. Stråling er en form for energitransport. Denne energitransporten kan foregå i alle medier inklusive i vakuum. For å beskrive de prosesser som foregår når strålingsenergi overføres til et bestrålt medium og de effekter dette kan forårsake er det praktisk å gjøre en oppdeling i to grunnleggende typer stråling, nemlig elektromagnetisk stråling og partikkelstråling. Radiofrekvente felt, røntgenstråling og gammastråling er eksempler på elektromagnetisk stråling, mens alfa-, beta, og nøytronstråling er eksempler på partikkelstråling. I prinsippet kan all stråling beskrives både som en strøm av meget små partikler, og som en bølgebevegelse med frekvens og bølgelengde. Begge disse formene forekommer samtidig og hvilken som observeres kommer an på utformingen av det instrumentet som benyttes for å måle strålingen. Når strålingen ses som en strøm av partikler utgjøres energien av massen og hastigheten av de enkelte partiklene og angis ofte i enheten elektronvolt (ev). De partikler som beskriver den elektromagnetiske strålingen kalles fotoner. Når strålingen ses som en bølgebevegelse er energien proporsjonal med frekvensen, og omvendt proporsjonal med bølgelengden. Frekvensen angis i hertz (Hz). Bølgelengden angis i meter. Når det gjelder strålingens mulighet til å forårsake skade skiller man normalt mellom ioniserende stråling og ikkeioniserende stråling. Begge disse forekommer i forbindelse med eksempelvis radaranlegg. Ikke-ioniserende stråling har så lav energi at den, til forskjell fra ioniserende stråling, ikke kan ionisere det medium den passerer. Det vil si at den ikke kan slite løs elektroner fra mediets atomer eller molekyler. (Når man her snakker om strålingens energi, er det energien til enkeltkvantene man mener. Det vil si at ikke-ioniserende stråling ikke kan føre til ionisasjoner bare ved å øke dens intensitet eller la den stå på lenge nok.) Ikke-ioniserende stråling deles ofte inn i optisk stråling, radiofrekvent stråling og ultralyd. Eksempel på ioniserende stråling er stråling fra radioaktive stoffer og røntgenstråling som kan framstilles ved hjelp av elektrisk energi. Begge former for stråling finnes så vel naturlig som produsert av mennesker. 7

8 3.1 Elektromagnetisk stråling Den elektromagnetiske strålingen kan sorteres etter frekvens (energi) som vises i figuren nedenfor. Figur 3. 1 Spekteret kan grovt deles inn i statiske felt og felt med lave og middels høye frekvenser, radiobølger, optisk stråling samt røntgen og gammastråling. I spekterets mest lavfrekvente område snakker man om elektriske og magnetiske felt. Slike felt finnes for eksempel rundt elektriske kraftledninger. Man benytter begrepet felt (i stedet for stråling) også for å angi at frekvensen er så lav at det ikke skjer noe signifikant energitransport. Radiostråling kan dannes i radiosendere og andre elektriske apparater, men også på naturlig vis som for eksempel ved elektriske utladninger (lyn) i forbindelse med tordenvær. Når frekvensen (energien) er høyere snakker man om mikrobølgestråling. Mikrobølgestråling brukes for eksempel i mikrobølgeovner og i radaranlegg. De sistnevnte sender ut stråling med frekvens i størrelsesorden 10 GHz 1. Optisk stråling kan deles inn i synlig lys, ultrafiolett stråling (UV-stråling) og infrarød stråling (IR-stråling). UVområdet omfatter frekvenser over ca Hz (bølgelengder fra 365 og ned til 200 nm). Den delen av den optiske strålingen som vi kan oppfatte med våre øyne er synlig lys. UV-stråling kan fremstilles kunstig (for eksempel i solarier og ved el-sveising), men den største delen UV-stråling kommer fra solen (men bølgelengdene er ikke under 280 nm fordi lavere bølgelengder blir absorbert i atmosfæren, av bl.a. ozon). Infrarød stråling sendes ut fra alle varme kilder, for eksempel komfyrplater, glødelamper og i forbindelse med varmeherding. Selv om grensen uttrykt i beskrivende termer ikke er helt skarp, kan man si at ved energier høyere enn UVområdet er strålingens energi tilstrekkelig til å kunne ionisere det medium den passerer. Ioniserende stråling benevnes som røntgen eller gammastråling avhengig av hvor den har oppstått. 1 1 khz = 1000 Hz, 1 MHz = Hz, 1 GHz = Hz 8

9 Gammastrålingen har sitt utspring i prosesser inne i atomenes kjerne (radioaktivt henfall), og røntgenstrålingen produseres gjennom prosesser i atomenes elektronskall eller av enkelte elektroner. Prosesser i elektronskallet gir opphav til såkalt karakteristisk røntgenstråling som har vel definert energi og er karakteristisk for det stoffet som sender ut strålingen. En annen type røntgenstråling, bremsestråling, oppstår når en ladet partikkel (elektron) bremses opp i et materiale, eksempelvis en metallplate, for eksempel i et røntgenrør. Det genererte røntgenspektret, som består av både bremsestråling og karakteristisk røntgenstråling, avhenger blant annet av det materialet som bremser opp elektronene og av rørspenningen som angis i kilovolt (kv). Ved medisinsk bildetaking varierer spenningen mellom cirka 28 kv ved mammografi og 140 kv ved lungerøntgen. Bremsestråling kan også forekomme som en bieffekt i en radarinstallasjon utover radarstrålingen, som en følge av at elektroner i ulike elektriske komponenter bremses ned i metallstrukturer. Røntgenstrålingen som dannes i radaranlegg (magnetron, klystron og thyratron), som skal omtales nærmere, har energi mellom 10 og 120 KV. Sindre II. En av Forsvarets nye varslingsradarer, et sted i Nord-Norge. Kilde: Forsvaret 3.2 Partikkelstråling Elektroner, alfapartikler, nøytroner og protoner utgjør de viktigste typene partikkelstråling. Her berøres bare elektron- og alfastrålingen. Elektronstråling er en strøm av frie elektroner som kan oppstå ved radioaktivt henfall eller skapes i spesielle maskiner (akseleratorer). De elektroner som skapes ved et radioaktivt henfall kan ha sitt utspring enten i en omvandlingsprosess i atomkjernen (disse kalles ofte betapartikler), eller de kan være elektroner som allerede eksisterer i atomet, men som sendes ut i forbindelse med den radioaktive prosessen i kjernen. Elektroner har kort rekkevidde og kan ikke trenge inn i kroppen. De kan imidlertid skade ytre organer som hud og øyne. 9

10 En alfapartikkel består av to protoner og to nøytroner hvilket er det samme som atomkjernen i helium. Alfapartikler skapes blant annet ved radioaktivt henfall av tunge atomkjerner. De har kortere rekkevidde enn elektroner og må derfor komme inn i kroppen via føde eller innånding for å kunne forårsake skade. Men vel inne i kroppen gir alfastråling betydelig større biologisk effekt enn gammastråling og elektroner ved samme dose ettersom de celleskader som kan oppstå er mer alvorlige Radioaktivt henfall Radioaktivt henfall eller desintegrasjon innebærer at en ustabil atomkjerne kvitter seg med sin overskuddsenergi gjennom å sende ut en eller flere partiklar eller elektromagnetisk stråling (gammastråling). Utsendelsen av partikler, alfa- eller betapartiklar, innebærer også at det skjer en omvandling av atomet fra et grunnstoff til et annet. Ved emisjon av gammastråling skjer det ikke noen slik omvandling. Radioaktive stoffer forekommer både naturlig i miljøet og skapt av menneskelig virksomhet. Ra-226 er eksempel på et naturlig forekommende radioaktivt stoff, mens Co-60 er eksempel på et stoff skapt av menneske. Ra-226 sender ut alfastråling ved henfall till Rn-222, etterfulgt av gammastråling. Desintegrasjon av Co-60 innebærer henfall til Ni-60 gjennom emisjon av en betapartikkel etterfulgt av utsending av gammastråling. Det antall atomkjerner som henfaller over en gitt tid kalles aktivitet. Enheten for aktivitet er henfall per sekund, og 1 radioaktivt henfall per sekund har navnet becquerel (Bq) 3. Aktiviteten er også et mål på hvor mye det finnes av det radioaktive stoffet. 3.4 Stråledoser Risiko knyttet til eksponering av ioniserende stråling er relativt velkjent. Det eksisterer et internasjonalt akseptert system for å anslå den stråledose (se nedenfor) som denne strålingen gir opphav til og å relatere denne dosen til risikoen for skade. Det finnes ikke på samme måte en slik sammenheng mellom dose og risiko for ikkeioniserende stråling (med mulig unntak for UV-stråling; man har også en viss kunnskap om hvor stor økning i hudkreft som UV-lyset i sola kan gi opphav til). For denne strålingen savnes i stor grad en forståelse av hvilke mekanismer som skulle kunne lede til skade (igjen med unntak for UV-stråling; mekanismen for hvordan UV påvirker DNA kjenner man i detalj). Ioniserende stråling Ioniserende stråling kan avgi energi når den passerer et medium som biologisk vev. Den energi som avgis kan relateres til risikoen for skade. Den grunnleggende størrelsen er absorbert dose som er den energi som avgis i et visst volum dividert med volumets masse. Absorbert dose måles i enheten gray (1 Gy = 1 joule per kg). Absorbert 2 Ionisasjon kan innebære bestående forandringer eller skader i det bestrålte mediet for eksempel hos arvematerialet i kroppens celler (DNA). Type stråling har stor betydning for graden av forandring og for cellens overlevelse. Dette skyldes at ulike strålingstyper har ulike antall ionisasjoner per lengdeenhet. Fotoner og elektroner har lav ionisasjonstetthet, mens alfastråling er tett ioniserende. Dette forklarer den økte helserisikoen til alfastrålingen. Ionisasjonstettheten beskrives med størrelsen LET (fra engelsk Linear Energy Transfer), og man snakker om lav- og høy-let stråling. 3 Tidligere benyttet man måleenheten curie (Ci), 1 Ci = 37 gigabecquerel ( ) 10

11 dose kan anvendes for å forutsi hvilken deterministisk skade (se nedenfor) som kan oppstå i biologisk vev. Den absorberte dosen er ikke et bra mål for å bedømme sannsynligheten for en skade som oppstår lang tid etter bestrålingen, en såkalt stokastisk skade. For dette formål anvendes isteden den ekvivalente dose til et enkelt organ, eventuelt den effektive dosen (se nedenfor); Ulike stråletyper som alfa-, beta-, gamma- og nøytronstråling er forbundet med ulik risiko for senskader, selv ved samme verdi for den absorberte dose. For å korrigere for dette har man innført vektfaktorer som gjenspeiler stråletypenes relative evne til å forårsake kreft. Produktet av stråledose angitt i Gy og den aktuelle strålingsvektfaktoren, gir den såkalte ekvivalente dose angitt i enheten sievert (Sv) (Sv; 1 Sv = 1 joule per kg). Generelt vil strålingstyper med høy ionisasjonstetthet (høy LET) ha høy strålingsvektfaktor. Ulike kroppsorgan er ulikt følsomme for stråling. Den effektive dosen beregnes som middelverdien av den ekvivalente dosen i visse bestemte organer i kroppen. Man multipliserer disse middelverdiene med bestemte organvektfaktorer, og deretter summeres produktene. Også den effektive dosen angis i enheten Sv. Skulle strålefeltet inneholde ulike typer stråling må prosedyren gjentas for hvert stråleslag, og deretter adderes de ulike bidragene. Den effektive dosen gir et omtrentlig mål på risikoen for senskader når hele eller deler av kroppen utsettes for bestråling. Målet er et gjennomsnitt for flere mennesker og bør derfor ikke anvendes som risikomål for enkeltindivider, bare på relativt store grupper av mennesker. 1 Sv er en meget stor stråledose, og oftere anvender man derfor enheten millisievert, msv (tusendels sievert). For personer som bor i Norge er den årlige gjennomsnittsdosen omtrent 4 msv. Størstedelen av denne dosen kommer fra naturlige strålekilder og nesten halvparten fra radon i boliger. Strålingen fra mark og bygningsmaterialer gir omtrent 0,5 msv, kosmisk stråling ca 0,3 msv og kalium-40 i kroppen 0,2 msv per år. Ikke-ioniserende stråling For ikke-ioniserende stråling anvendes ofte et annet dosebegrep som bygger på den totalt absorberte energien. Dosebegrepet utnyttes bare i sammenheng med deterministiske skader og angir graden av skade basert på de varmeeffekter som oppstår. Kunnskapen om sammenhengen mellom ikke-ioniserende stråling og stokastiske skader er for øyeblikket ikke tilstrekkelig til at man kan beregne en risiko som tilsvarer en effektiv dose, slik det langt på vei er mulig for ioniserende stråling. 3.5 Dosemålinger Stråledosen kan måles på to prinsipielt ulike måter. Den ene måten innebærer at man måler strålingens egenskaper og deretter beregner dosen. Denne såkalte spektrometriske metoden er den mest riktige, men også den mest kompliserte. Den andre metoden innebærer at man bruker et måleinstrument som direkte viser dosen uttrykt eksempelvis som huddose, dose i en spesiell dybde etc. (msv). Et måleinstrument for dose må tilpasses målesituasjonen. Ulike instrumenter brukes for eksempel til å måle stråling i felt og til å måle stråling som når et menneske. Et enklere måleinstrument som festes utenpå klærne kalles et persondosimeter og kan konstrueres for å måle hvor stor stråledosen er på ulike dyp i kroppen avhengig 11

12 av hvilken stråling som forekommer. Ved måling av ikke-ioniserende stråling anvendes i prinsippet bare spektrometriske metoder ettersom det ikke finnes et etablert dosebegrep. 4 Radar og radaranlegg som strålekilde Radar er som nevnt en forkortelse for radio detection and ranging, som på norsk kan oversettes til peiling og avstandsmåling ved hjelp av radiobølger. I prinsippet brukes radiobølger til å fastslå et objekts tilstedeværelse og måle avstanden til dette objektet. En konvensjonell radar sender ut elektromagnetisk stråling i radiobølgeområdet i form av kraftige, men meget korte pulser. Fra objekter som fjell, skip, fly, eller lignende, reflekteres noe av radiobølgepulsene tilbake og kan detekteres med en radiomottaker. Tidsforskjellen mellom puls og ekko kan brukes til å bestemme avstanden og bevegelsen til det reflekterende objektet. Retningen til objektet bestemmes ved å bruke retningsbestemte antenner for sending og mottak (f.eks. dipol med parabolsk reflektor). Radar brukes mye innenfor forsvaret. Allerede i 1935 ble den første radarstasjonen for flyvarsling satt i drift i England. Året etter ble et lignende anlegg fullført i USA. Radar ble i økende grad tatt i bruk under andre verdenskrig og spilte en avgjørende rolle for engelskmennene under luftslaget om Storbritannia da deres radarteknologi var overlegen tyskernes. Selv om radar er mye brukt innenfor militæret har den etter hvert også fått mange sivile anvendelser, innenfor fly- og skipsnavigasjon og kontroll, satellittovervåking, værradar og politiradar (fartsmåling), etc. Skjematisk består en radar av følgende tre komponenter: 1) En radiosender som består av en høyfrekvent oscillator styrt av en modulator som genererer elektromagnetiske pulser med stor effekt (spisseffekt kilowatt), men med kort varighet (0,2-20 mikrosekunder). Det benyttes vanligvis frekvenser i området 100 MHz 15 GHz og det sendes typisk pulser (evt. bølgetog) per sekund. Høye frekvenser brukes bl.a. for å oppnå mest mulig skarpe stråler med antenner av rimelige dimensjoner (for god retningsbestemmelse). 2) En radiomottaker med lavt støynivå, stor følsomhet og en båndbredde som svarer til pulsene fra senderen. 3) En radarantenne som brukes normalt både til sending og mottaking og er sterkt retningsbestemt og dreibar (både asimut og høyde) slik at radarstrålen kan dirigeres etter ønske. Nedenfor beskrives kortfattet radarens hovedkomponenter som kan generere ioniserende og ikke-ioniserende stråling. Magnetron Magnetron er selve generatoren for mikrobølgene som brukes i radar, mikrobølgeovner etc. Teknikken for å bruke magnetron til å generere kraftige mikrobølgefelt i radarapplikasjoner ble utviklet under andre verdenskrig. Katoden (dvs. elektronkilden) er sentralt plassert, og anoden ligger som en ring rundt, se fig. 4.1 Elektronene akselereres fra katoden og utover mot anoden på tradisjonell måte ved å legge på et kraftig elektrisk felt. Elektronene er samtidig påtrykket et kraftig magnetfelt vinkelrett på det elektriske feltet, noe som får dem til å sirkulere rundt katoden. Den sirkulerende skyen av elektroner vil generere et høyfrekvent felt av radiobølger i resonanskavitetene som omslutter den roterende elektronskyen. En del av dette RF-feltet tas så ut via en bølgeleder og ledes til en radarantenne eller eventuelt et kammer i en mikrobølgeovn. 12

13 Fig. 4.1 Prinsippskisse av magnetron til venstre. Til høyre et eksempel på en gjennomskåret magnetron. (Fra Wikipedia). Thyratron En thyratron er i prinsippet en bryter som åpner og stenger for strøm ved høye spenninger og høye strømstyrker, dvs. en slags likeretter. Den har samme funksjon som halvlederkomponenten thyristoren har for lavere strøm og spenninger. Thyratron inneholder gass ved lavt trykk. Gassen ioniseres og vil starte og lede strøm når spenning på kontrollelektroden (grid) er positiv i forhold til katoden, og vil kutte når ledespenningen tas bort. Den brukes til å regulere strømmen til magnetronen, dvs. den vil trigge magnetronen når den settes i ledende modus. En prinsippskisse av thyratron er vist i fig. 4.2, der også det meget smale røntgenstrålefeltet er vist. Fig. 4.2 Prinsippskisse av thyratron 13

14 Klystron En klystron kan brukes både som mikrobølgeforsterker og mikrobølgegenerator, dvs. som alternativ til en magnetron. Teknikken for bruk av klystron til å generere mikrobølger for radarapplikasjoner ble også utviklet under andre verdenskrig. Elektronstrømmen som injiseres akselereres gjennom kaviteten ved hjelp av et kraftig elektrisk felt. Her moduleres den også, dvs. den splittes opp i grupper av elektroner som ankommer outputkaviteten i distinkte pulser. Se figur 4.3 Figur 4.3 Prinsippskisse av klystron Ladningspulsene genererer så mikrobølger i output-kaviteten, og pulsfrekvensen bestemmer frekvensen til mikrobølgene som genereres. Fra out-put kaviteten er det koplet på en bølgeleder for viderebefordring av mikrobølgene. På fig. 4.3 er de områder der røntgenstråling typisk kan genereres vist som skravert i grått. 4.1 Kilder til ikke-ioniserende stråling Radarsystemer sender ut ikke-ioniserende elektromagnetiske stråling (mikrobølger) i form av korte pulser med høy effekt. De fleste radarer anvender en retningsbestemt antenne som emitterer en konsentrert "stråle" av elektromagnetisk energi. Antennen roterer normalt (eller varierer utsendingsvinkelen i en sveipende bevegelse) slik at radarstrålen forandrer retning kontinuerlig. Eksponeringen for ikke-ioniserende stråling er sterkt avhengig av avstanden fra antennen. Dess nærmere antennen man befinner seg dess sterkere er den ikke-ioniserende strålingen. Helt opp mot radardomen kan eksponeringen nærme seg - eller overskride - de grenseverdene som er satt for yrkeseksponert personell. Det er også mulig å få uønsket høy eksponering på fartøy hvis man klatrer i mastene og kommer nære radarantennene. 14

15 I tillegg til eksponeringen man utsettes for i nærheten, fra antennen, så kan man få en viss grad av eksponering for ikke-ioniserende stråling nær thyratron- og magnetronrørene på visse radarsystemer. Dette vil normalt kun skje når beskyttelsesdørene (som brukes til å skjerme personell) åpnes og man beveger seg innenfor sikkerhetssonen rundt disse. 4.2 Kilder til ioniserende stråling. Ioniserende strålekilder i radaranlegg Ioniserende stråling fra radaranlegg dreier seg primært om røntgenstråling fra de omtalte elektriske komponentene som elektroner blir akselerert i, og i mindre grad om gammastråling fra radioaktive stoffer. Den fysiske mekanismen bak generering av denne strålingen er den samme som vi finner i vanlige røntgenrør, nemlig utsendelse av bremsestråling når elektroner nedbremses i tunge materialer som metallstrukturer. I røntgenrør er stråleutsendelse en tilsiktet effekt, og utformingen av røntgenrør er gjort for å optimalisere stråleemisjon. Dette omfatter valg av nedbremsningsmateriale (anode), rørkapsling, høyspenning m.m. Røntgenstrålingens maksimale energi er diktert av aksellerasjonsspenningen til elektronene, mens den spektrale fordeling påvirkes bl.a. av materialet der elektronene bremses ned, og ikke minst av materialtype og tykkelse på de strukturer strålingen må gjennomløpe på vei ut. Dette vil typisk være ulike glasstykkelser, metallplater m.m. Mengden av røntgenstråling som dannes i et røntgenrør er rimelig forutsigbar når en del slike parametere er kjent. Røntgenstrålingens evne til å trenge gjennom materie, inkludert evne til å trenge inn i menneskekroppen, øker med økende aksellerasjonsspenning. Radioaktive stoffer anvendes aktivt på en rekke områder og i en rekke produkter hvor man gjør bruk av stoffenes radioaktive egenskaper. Selvlysende maling som kan inneholde ulike radioaktive stoffer er blitt brukt på visere og ulike markører. En del forsterkerrør og lignende utstyr som brukes til å lede eller styre elektriske strømmer kan innholde radioaktive stoffer for å for-ionisere gassen slik at utstyret reagerer raskere. I dag brukes vesentlig betakilder til begge disse funksjoner, men tidligere ble Ra-226 benyttet til så vel selvlysende maling som tilsatsmateriale i elektronrør. Ra-226 vil avgi noe langtrekkende ioniserende stråling (gammastråling), samt alfastråling og betastråling med kort rekkevidde. Sistenevnte komponenter kan representere en helserisiko i forbindelse med inntak av radioaktivt materiale via munn eller nese. Gammastrålingen fra Ra-226 med døtre (de radioaktive isotopene som dannes ved henfall av radium) og Co-60 består av langt høyere fotonenergier enn røntgenstrålingen fra elektriske komponenter i radaranlegget, og kroppen representerer liten egenskjerming for denne stråletypen. Selvlysende maling med radium I følge den tyske radarrapporten (Rapport fra ekspertkommisjonen, 2003) kan eksterndosenivåene fra ulike markeringer med radiumholdig maling utgjøre 3-5 µsv per time i 30 cm avstand. Strålenivået ved 1 m avstand vil typisk være 10 % av disse tallene, det vil si 0,5 µsv per time fra markeringene på sikkerhetsbryter og kompassroser. Ifølge opplysninger fra Forsvaret har man ikke hatt slike markeringer på radaranlegg i Norge. 15

16 Elektronrør med Ra-226 eller Co-60 Delrapporten Historisk granskning av radarer i det norske forsvar (Forsvarets rapport VLE-12/06, 2006) lister opp en rekke rørtyper som inneholder opptil 74 kbq radioaktivt materiale av type Ra-226 eller Co-60. Stråledosen i 1 m avstand fra et rør inneholdende 37 kbq (= 1 µci) Ra-226 eller Co-60 vil typisk være 0,02 0,03 µsv per time i 1 meters avstand, dvs. typisk 20 % av det normale bakgrunnsstrålenivået. Knusing av rør som inneholder Ra-226 og Co-60 kan i prinsippet medføre interndoser ved inntak av stoffene gjennom nese eller munn. Radioaktive stoffer i fast form som de nevnte nuklidene må i så fall forstøves, og så vel den tyske radarrapporten som U.S. Nuclear Regulatory Commission (U.S. Nuclear Regulatory Commission, 2001) konkluderer med at knuste rør neppe vil gi stråledoser av betydning. Røntgenstråling fra radarkomponenter I radarkomponenter oppstår røntgenstråling som en uønsket bieffekt, og det kan være vanskelig å forutsi mengde og retning på den røntgenstrålingen som sendes ut. Selv små forskjeller i konstruksjon og plassering av komponentene kan gi store forskjeller i strålefeltene. Maksimalenergien på strålingen vil imidlertid alltid være diktert av akselerasjonsspenningen på de elektronene som forårsaker strålingen, dvs. høyspenningen over den aktuelle elektriske komponenten. De mest aktuelle strålegenererende komponenter i radaranleggene er ifølge Historisk granskning av radar i det norske forsvar magnetronen, som typisk opererer på 40 kv, thyratronen som operer på 10 kv, og klystronen som opererer på 120 kv. I de typer radaranlegg som er benyttet sitter magnetronen typisk ca.1 meter over gulvet, mens thyratronen sitter ca. 20 cm over gulvet. Ifølge Forsvarets rapport om ioniserende strålemålinger på Forsvarets radarer er det målt røntgenstråling fra disse tre komponentene i noen radartyper. Strålefeltet fra de nevnte komponenter vil være ulikt mht. romlig fordeling og gjennomtrengningsevne. Røntgenstråling generert ved spenningsforskjeller mindre enn 50 kv omtales ofte som bløt røntgenstråling, og den har liten gjennomtrengningsevne i forhold til røntgenstråling brukt til for eksempel medisinsk diagnostikk. Stråling generert ved 10 kv er ekstremt lavenergetisk og har svært liten gjennomtrengningsevne. For begge stråletyper gjelder at for eksempel en 2 mm jernplate i praksis vil stoppe all strålingen. Den romlige fordelingen av strålefeltene rundt magnetronen og thyratronen vil således være svært inhomogene, avhengig av plasseringen av metallstrukturer inne i komponentene. Små knipper med høye stråleintensiteter kan godt være omgitt av områder helt uten stråling. Strålingen fra klystronen generert ved 120 kv vil være vesentlig mer gjennomtrengelig og kan forventes å være mer homogen. 5 Arbeids- og eksponeringsforhold 5.1 Ioniserende stråling Målinger og angivelse av dosenivåer Strålenivåene angitt i Forsvarets rapport (Rapport VLE-05/06, 2006) er delvis målt med ionekammer, og delvis målt med persondosimetre fra Statens strålevern. Persondosimetrene består av to komponenter, og de to strålefølsomme elementene er dekket av absorbator av ulik tykkelse. Én komponent er dekket av en tynn 16

17 absorbator (tilsvarende 7 mg/cm 2 ) og måler overflatedose eller huddose (angitt som H(0,07), mens den andre komponenten er dekket av en tykkere absorbator (1000 mg/cm 2 ) og skal måle strålenivået i 1 cm dybde inn i kroppen (angitt som H(10) eller dybdedose). For lavenergetisk røntgenstråling generert ved 10 kv vil det være stor forskjell på disse to komponentene, i den forstand at strålingen ikke vil nå inn til dybdedoseelementet H(10), og avlesningsresultatet her vil være nær null. For mer gjennomtrengelig røntgenstråling generert ved 50 kv og oppover vil det være liten eller ingen forskjell mellom disse komponentene. Den strålefølsomme komponenten i ionekammeret er i henhold til instruksjonsmanualen dekket av et svært tynt vindu tilsvarende 14 mg/cm 2, og måleresultatet fra ionekammermålingene bør således omtrent tilsvare H(0,07) resultatene fra persondosimetermålingene. De yrkeshygieniske dosegrenser for ioniserende stråling er både gitt som huddosegrense (500 msv/år), og i termer av såkalt effektiv dose (20 msv/år). Effektiv dose kan ikke måles direkte, men beregnes ved å summere doser til en del angitte enkeltorganer. En slik beregning fordrer at en rekke geometriske og fysiske forhold rundt bestrålingssituasjonen er kjent. Helserisikoen forbundet med bestråling fra ioniserende stråling kan best beskrives og beregnes på basis av kjennskap til organdoser (som f.eks. huddose, thyroideadose, dose til rød benmarg etc.), eventuelt på basis av den effektive dose. Organdose, effektiv dose, H(0,07) og H(10) angis alle med enheten msv, men de representerer altså ulike dosimetriske størrelser, og de vil tallmessig kunne være svært ulike i ett og samme strålefelt. Forskjellene vil generelt være større for lavenergetisk stråling enn for høyenergetisk, og for røntgenstråling generert ved rørspenninger under 40 kv kan forskjellene utgjøre flere tierpotenser. Publiserte verdier for stråleeksponering kan referere seg til samtlige av disse dosimetriske størrelsene, i tillegg til størrelsen luftkerma angitt i mgy som også ofte anvendes. Tolkning i termer av helserisiko vil variere med hvilke dosimetriske størrelser det er snakk om. Grenseverdier for ioniserende stråling Grenseverdier for ioniserende stråling er gitt i en rekke internasjonale standarder og anbefalinger, og dagens norske grenseverdier er angitt i Strålevernsforskriften som trådte i kraft Disse er identiske med de verdiene som anbefales internasjonalt. Grenseverdiene for yrkesmessig bestråling er som følger: Helkroppsdose, dvs. effektiv dose: Huddose: Dose til øyelinse: Før 1990 var helkroppsdosegrensen 20 msv/år 500 msv/år 150 msv/år 50 msv/år Effektiv helkroppsdose kan ikke måles direkte, men blir i praksis anslått på basis av målinger av f.eks. H (10) som ovenfor nevnt. Grenseverdien for allmennheten, dvs. personer som utsettes for ioniserende stråling utenfor yrkessammenheng er 1 msv/år (effektiv dose). De angitte dosegrensene er alltid ledsaget av et generelt krav om at alle stråledoser skal holdes så lave som mulig, og for mange yrkesgrupper ligger den årlige stråledosen i området 1 5 msv. Svært få yrkeseksponerte arbeidstakere får stråledoser opp mot dosegrensen 17

18 Forsvarets dosemålinger Strålefeltene rundt de aktuelle elektriske komponentene i radaren kan være svært inhomogene. Dette betyr på den ene siden at områder med maksimal stråleintensitet kan være vanskelig å lokalisere, og på den andre siden at teknikere/operatører som regel utsettes for delkroppsbestråling med begrensede strålefelt. Stråleintensiteten vil dessuten avta omtrent proporsjonalt med kvadratet av avstanden til strålekilden, noe som betyr at en dobling av avstanden vil medføre at dosehastigheten avtar til en fjerdedel. Den yrkeshygieniske betydning av dosemålinger foretatt tett opp til komponentene inne i skapet (dvs. noen cm avstand) er dermed svært vanskelig å anslå, da dosereduksjonen fra f.eks. 5 cm avstand til 1 meters avstand vil være en faktor 400. På norske radaranlegg er det målt doserater inne i instrumentskapet på opptil 0,5 msv/time (Rapport VLE-05/06, 2006), og den tyske radarrapporten refererer til doserater på flere msv/time tett opptil de aktuelle komponentene (Rapport fra ekspertkommisjonen, 2003). Ofte foreligger det ingen presis angivelse av avstanden til strålekilden, og heller ingen angivelse av hvorvidt stråleretningen er slik at teknikere/operatører kan bli truffet av strålingen. Disse målingene er således uegnet som basis for å beregne doser til teknikere/operatører. Stråledoser til teknikere/operatører kan best anslås på basis av dosemålinger foretatt i større avstander fra komponentene, og i posisjoner der disse naturlig oppholder seg. I tabell 5.1 er det gitt en oppsummering vedrørende røntgenstråling fra elektriske komponenter, med kommentarer vedrørende strålekvaliteten. Doseverdiene er hentet fra Forsvarets delrapport Oppsummering av ioniserende strålemålinger på Forsvarets radarer (Rapport VLE-05/06, 2006), og referer seg til bl.a. til målinger i ulike høyder til testpersonen stående 1 m foran komponentene. SR-1000 (E-radaren) har vært brukt på Mågerøy, mens SR-1030 (D-radar) har vært brukt i Honningsvåg, Sørreisa og Mågerøy. FPS-110 er i bruk på Gråkallen, Rassegalvarre, Vardø og i Kongsvinger. Tabell 5.1 Resultater av røntgenstrålemålinger foretatt av Forsvaret (Rapport VLE 05/06) Thyratron 10 kv. Lavenergetisk røntgenstråling i en smal strålebunt. Gir huddose, men ingen dybdedose. Marconi SR-1000 (E-radar) Målt H(0,07) verdier opptil 60 µsv/t i 1 m avstand. (testperson) Marconi SR-1030 (D-radar) Målt H(0,07) verdier opptil 79 µsv/t i 1 m avstand (testperson) FPS-110 Magnetron - 40 kv. Relativ homogen bestråling over hele kroppssta mmen. Kan også gi doser til dypereliggende organer. Klystron kv Gir relativt homogen dosefordeling innover i kroppen. Målt H(10) verdier 5-10 µsv/t fra knehøyde til isse.(testperson) Tilsvarende for H(0,07): 7-14 µsv/t Ingen regist rert dose til testperson på Mågerøy. Målt H(0,07) på 3-4 µsv/t og H(10) på 2,5 µsv/t på innsiden av dør (?) µsv/t Målt med ionekammer cm foran 90 bendet Bestråling av tekniker/operatør Strålefeltenes romlige fordeling og gjennomtrengningsevne har begge betydning for mulige helseskader, da de påvirker hvilke org aner i kroppen som kan treffes av strålingen. Den lave gjennomtrengningsevnen til 10 kv strålingen gjør at denne i praksis kun kan avsette strå ledoser til overflatiske organer som testikler, hud, skjoldbruskkjertel m.m. Stråling generert ved 40 kv kan bestråle samtlige av kroppens organer, men dypere- liggende organer vil få vesentlig reduserte stråledoser i forhold til de overflatiske organer. I tabell 5.2 er veiledende organdoser satt opp relativt til måleverdiene slik disse er angitt i tabell 5.1, dvs. målt med ionekammer eller H(0,07) elementet på persondosimeteret. Verdiene er basert på beregninger publisert av ICRU (ICRU 1998). 18

19 Tabellen viser altså hvor mye av den innfallende strålingen som når inn til ulike strålefølsomme organer. (Det er antatt at gjennom snittsenergien i røntgenspekteret ligger på 60 % av maksimalenergien). Verdier over 100 % er mulig fordi man får en oppbygging av spredt stråling innover i kroppen, som motvirker effekten av absorpsjonen. Tabell 5.2 Veiledende verdier for doser til noen utvalgte organer, relativt til måleverdiene fra ionekammer eller persondosimeter. Tabellen gjelder for bestråling forfra, og forutsetter at hele kroppsoverflaten bestråles homogent. Thyratron 10 kv Magnetron 40 kv Klystron 120 kv 1 Øyelinse 20 % 100 % 150 % Thyroidea 0,1 % 70 % 190 % Lunge 0 % 10 % 130 % Mage 0 % 30 % 170 % Mannlige gonader 3 % 90 % 190 % Kvinnelige gonader 0 % 10 % 120 % Rød benmarg 0 % 5 % 80 % Eff. helkroppsdose < 1 % 30 % 140 % (*): Tabellen er basert på beregninger publisert av ICRU. ICRU angir imidlertid organdoser relativt til luftkerma, mens måleverdiene fra Forsvaret er angitt i forskjellige størrelser. Ionekammeret ved klystron-målingene er kalibrert i luftkerma, og her er situasjonen den at ICRU-data kan brukes direkte på ionekammermålingene. (Ifølge kalibreringen av dette instrumentet skal avlesningsverdien multipliseres med 0,9 for å gi luftkerma. Denne korreksjonen er ikke foretatt, slik at i prinsippet vil de avleste verdier tolket i termer av luftkerma være 10 % for høye). Doseratene for thyratron og magnetron refererer seg til målinger med persondosimeteret hengende fritt i luft, dvs. uten spredende materiale bak. Tilbakesspredningsfaktoren for 40 kv er typisk 10 %, dvs. avlesningsverdiene skulle vært multiplisert med 1,10 for å gi sann verdi for H(0,07). Forholdet H(0,07)/luftkerma for 40kV er også typisk 1,10. Dette betyr at måleresultatene for magnetronen i termer av H(0,07) kan tolkes direkte som luftkermaverdier, og organdosene kan beregnes ved hjelp av omregnings-faktorene fra ICRU 57). Omregningsfaktorene fra luftkerma til organdoser varierer sterkt med stråleenergien, spesielt i området 10 til 40 kv. Dette betyr altså at små variasjoner i stråleenergi vil gi store endringer i organdoser. Omregningsfaktorene har sine maksimalverdier akkurat ved klystronenergien (ca. 70 kev), og her vil altså alle avvik i stråleenergien gi lavere estimater for organdosene. Alt i alt betyr dette at tabellen bare bør oppfattes som veiledende Forsvarets rapport vedrørende historisk granskning av radar i det norske forsvaret (Forsvarets rapport VLE-12/06, 2006) inneholder noen anslag over arbeidstid for teknikere/operatører. Informasjonen her er meget usikker, men det refereres til maksimalt ca. to timer per vakt ved Marconiradarene, men vanligvis langt mindre. Arbeidstiden ved FPS-110 angis til å være vesentlig mindre enn for Marconiradaren (Personlig meddelelse fra overingeniør Tommy Frogner - FLO). I tabell 5.3 er det angitt estimater over bestrålingen av teknikere /operatører for de ulike radartyper. Det er tatt utgangspunkt i to timer per dag og 200 arbeidsdager per år, samt en representativ arbeidsposisjon 0,5 meter fra komponentene. Tabell 5.3 Anslått operatørbestråling ved åpne dø rer i 50 cm avstand fra strålekildene. Radartype og strålekilde Marconi SR-1000 Magnetron 40 kv Anslått huddose i 50 cm avstand 40 µsv/t, Kommentar Doser til dypereliggende organer (effektiv helkroppsdose) redusert med typisk en faktor 3. Anslått årsdose basert på 200 arbeidsdager a 2 timer Huddoser: 16 msv/år Effektiv helkroppsdose 5 msv/år FPS-110 Klystron- 120 kv Marconi SR-1000 og SR-1030 Thyratron 10 kv 7 µsv/t Doser til dypere organer (effektiv helkroppsdose) typisk en faktor 1,4 høyere. 300 µsv/t Smal strålbunt i knehøyde. Kan gi huddoser til kne og legg, men neglisjerbare bidrag til andre organer og til effektiv helkroppsdose. Huddose: 2,8 msv/år Effektiv helkroppsdose: 4 msv/år Huddose: 120 msv/år Effektiv helkroppsdose: 0 (*) Effektiv helkroppsdose kan brukes som mål for bestrålingen der hvor man ønsker å gi et generelt bilde av bestrålingssituasjonen (og helserisiko) for en større gruppe mennesker, og spesielt i å vurdere den i forhold til yrkeshygieniske grenseverdier. Er det derimot snakk om å vurdere stråling som mulig årsak ved en konkret diagnose for et bestemt individ, bør 19

20 man ikke bruke effektiv dose. Da bør organdose beregnes, og alders- og kjønnsspesifikke faktorer for risiko per msv brukes. Vurdering av usikkerheter Det er mange usikkerhetsfaktorer rundt disse doseestimatene. Når det gjelder måling av strålenivå i termer av µsv/time vil unøyaktigheten i selve i instrumentavlesningen (ionekammer og persondosimeter) være relativt beskjeden og anslås til en faktor 1,5. Helkroppsdosene er beregnet på basis av doserater i 50 cm avstand. Omregningen til helkroppsdose varierer med stråleenergi (og i prinsippet med kroppsbygning), og kan grovt anslås til en faktor 2. I tillegg kommer usikkerheter pga. inhomogene strålefelt. Disse er i prinsippet umulig å anslå. Doseestimatene er imidlertid basert på høyeste målte doseverdi, og selv om hot-spots med høyere verdier ikke kan utelukkes, vil deres betydning for helkroppsdoseanslagene være begrenset på grunn av de små feltene. Det er også en usikkerhet i angivelse av avstand fra teknikere/operatører til strålekilde inne i instrumentskap. I beregningene er det brukt en gjennomsnittsavstand på 50 cm, og det er van skelig å tenke seg at denne kan ha vært særlig mindre. Ved opphold i rommet (uten arbeidsoppgaver knyttet til instrumentskapet) vil den være vesentlig større enn dette. Estimatene for arbeidstid foran instrumentskap er usikre. Vårt inntrykk er imidlertid at anslaget på to tim er per dag snarere representerer en overestimering enn en underestimering. Vår konklusjon e r altså at de angitte anslagene for effektiv helkroppsdose på rundt 5 msv per år er noe konservative, og en kvadratsummering av de angitte usikkerheter resulterer i en totalusikkerhet på omtrent en faktor 2-3. Det kan dermed konkluderes at dosegrensen på 20 (eller 50 msv) for de angitte yrkesgruppene neppe er overskredet. Strålingen fra Thyratron kan gi relativt store doser av svært lavenergetisk røntgenstråling til avgrensede hudområder på legg og kne, men heller ikke her tyder målingene på at den årlige dosegrensen på 500 msv er overskredet. Det presiseres at dosegrensen ikke markerer noe skille mellom farlige og ufarlige strålenivåer, men representerer en øvre grense for hvilken helserisiko som under spesielle forhold kan aksepteres. Helseeffekter i form av kreft kan ikke utelukkes selv ved strålenivåer under dosegrensen. Det presiseres at doseestimatene gjelder for de angitte radartypene, og er basert på Forsvarets egne målinger foretatt uten beskyttelsesutstyr som dør (Marconi) eller deksel/blyvegg (FPS-110) på plass. Gruppen har ikke foretatt noen vurdering av mulig ioniserende stråling rundt andre radartyper. 5.2 Ikke-ioniserende stråling Ikke-ioniserende stråling fra radaranlegg Rett foran en kraftig radarantenne vil den induserte energitettheten kunne nå nivåer som kan gi akutte oppvarmingseffekter i kroppsvev og øyelinse. Men områder med høy grad av eksponering (kort avstand til antennen) skal normalt være utilgjengelig for uvedkommende - slik at denne typen skader ikke skal kunne oppstå. Normalt er det også en rekke faktorer som reduserer den reelle eksponeringen ved opphold i nærheten av radarinstallasjoner. Radarsystemer sender ut energi i pulser og ikke kontinuerlig. Dette betyr at den midlete utstrålte effekten er mye mindre enn den maksimale effekten i hver puls (dvs. spisseffekten). Videre er radarer sterkt retningsbestemte slik at energien sendes ut i form av en konsentrert stråle. Når man beveger seg til siden for denne strålen minsker 20