Trusselvurderinger knyttet til radioaktive kilder av betydning for Norge Brit Salbu Universitetet for Miljø og Biovitenskap Foto: UMBs fotoarkiv UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
Take home message Vi er omgitt av mange store kilder, spesielt i NV Russland, som potensielt kan gi utslipp av radioaktivitet i fremtiden Konsekvenser av utslipp kan bli mer omfattende enn tidligere antatt, mens evnen til reparasjon er bedre enn antatt En forutsetning for Nordområdesatsingen må være at atomsikkerheten er på plass Kunnskap er viktig å hindre radiofobi, å skille mellom påståtte og reelle trusler
Vi har alltid vært utsatt for stråling Naturlige kilder: uranium og thorium i bergarter, C-14 og H-3 fra kosmisk stråling Antropogene kilder: menneskeskapte forurensninger fra reaktorer; plutonium etc Utslipp av radionuklider og nedfall: tørravsetning eller med regn, og videre transport I økosystemer Kosmisk stråling Radionuklider I utslipp fra Nukleær industri Gamma Medisin Inhalasjon, hudavsetning, inntak av mat og drikke
Atomet har en kjerne X -Element Z - Proton number N - Neutron number A - Mass number A=Z+N Nuclide: A X: Isotop: samme Z: 235 U, 238 U Hvis atomkjernen er ustabil, endres sammensetninger over tid (halveringstid) under samtidig utsending av stråling
Ionising radiation α - stråling: He-kjerner β - stråling: elektroner γ - stråling: elektromagnetisk UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
Intern/ekstern bestråling- rekkevidde Intern: diett, inhalasjon Alfa emittere, eg. 226 Ra, 210 Po, Pu-isotoper Intern/kort rekkevidde ekstern Rene beta-emittere, eg. 14 C, 35 S, 32 P, 90 Sr, 3 H Ekstern og Intern Gamma-emittere og høyenergi beta-emittere, e.g. 90 Y, 47 Ca, 137 Cs Alexandre Litvinenko Polonium poisoning
Enheter: Becquerel Gray - Sievert Radioaktiv disintegrasjon: Becquerel Disintegrasjon/s = Bq 1 Ci (Curie) = 3.7 10 10 Bq Absorbert dose, D: Gray Energi / masse enhet 1 Gy = 1 J / kg Effektiv dose eller Doseekvivlent H, Sv = Sievert 1 Sv = 1 Gy * QF (kvalitetsfaktor) Tar hensyn til stråletype og følsomhet for bestrålt vev for mennesker Vi har ingen effekt enhet for non-human organisms
Effekt av ioniserende stråling Akutt skade høye doser deterministisk effekt over en viss terskelverdi: strålesyke etc. Langtidseffekter kronisk lavdose stokastiske effekter: cancer i løpet av 30 50 år Effect Effect dose Alle doser kan gi effekt Risiko for skade øker med dose dose Tiltaksgrenser svarer til akseptert risiko
Impact/risks UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Utfordringer: Identifisere sammenheng mellom kilder, eksponering og effekter over tid Sources Sources Sources Transport in different ecosystems Climate Pathogens/virus conditions Processes in soil / water / sediments Bioavailability Exposure Biological membrane Uptake/effect
Mange nukleære kilder omkring oss: Nuclear weapon and nuclear fuel cycles UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP
Kurday Kadji-say Tabushar Digmai Novaya Zemlya Kara Sea NW Russia UMB arkiv Nuclear weapon tests -filters Semipalatinsk Thule, Greenland Palomares, Spain Kuwait Kosovo Chernobyl, Ukraine Windscale/Sellafield, UK Dounray, UK La Hague, France Mayak, Krashnoyarsk, Russia Savannah River Site, USA Oscarshamn, Forsmark, Sweden
Risiko = sannsynlighet p x konsekvens C Per def.: Risiko = R= P x C High P Probability Sannsynlighet for gitt ulykke på kjent anlegg: statistikk: antall ulykker/reaktor år Minor events Events Acciden t Big accidents Catastrophy War Low P Small Consequences Enormous Sannsynlighet for en uventet hendelse R = sannsynlig x konsekvens endres til R = intensjon x kapasitet x konsekvens WHO WILL DO THE HARM
Terroraksjoner uforutsette hendelser Kjernevåpen på avveie eller egenproduserte kjerne-våpen Angrep på nukleære anlegg/bestrålingsanlegg Angrep/kapring av reaktor-drevne/våpenbærende fartøy. Angrep/kapring av transport av radioaktivt materiale Radioaktive stråle-kilder plassert på offentlige steder Skitne bomber (radiologiske våpen ) hvor radioaktive stoffer blir spredt ved hjelp av konvensjonelt sprengstoff Utslipp av radioaktive gasser eller forurensning av landområder eller eiendom Forgiftning, forurensning av matvarer og drikke-vann Litvinenko Hvordan skal forskere vurdere sannsynlighet, konsekvenser og risiki knyttet til slike anslag?
Konsekvenser ved alvorlige ulykker Depends on the source and release scenario, wind direction and deposition, mobility and ecosystem transfer Health consequences Deterministic, stochastic, psycho-social effects Environmental consequences Non-human biota: reproduction, immune, genetic, morbidity effects of minor priority? Economic consequences Countermeasures Loss in agriculture/fisheries/reindeer keeping/tourism Export of goods Social consequences Evacuation/relocation Loss of infrastructure Restriction in food supply, loss of employments etc. Ethical aspects Evacuation/relocation/countermeasures/social conditions
Konsekvenser knyttet til Tsjernobyl ulykken IAEA-WHO-FAO Chernobyl ulykken 20 år etter: 14 1018 Bq ble sluppet ut 340 000 mennesker ble evakuert 134 mennesker med akutt strålesyke lesyke: : 28 dødede i 1986, 2006: 62 dødede totalt Thyroid Cancers: 6000, 15 dødede NonChronic Lymphocytic Leukemia: 21 Så langt: Helsekonsekvensene er langt mindre enn forventet pga medisinsk behandling, men psykosomatiske skader er større enn ventet Store sosiale og økonomiske konsekvenser
Tsjernobyl: Miljøeffekter 1. periode (1. måned) Akutte effekter innenfor 30-km sone. Døde trær og reproduksjons- skade på planter og dyr 2. periode (1-12mnd) 12mnd) Lavere doserater, morfologiske skader på planter, skader på jordorganismer 3. periode (> 1 år) Naturens reparasjon av skader. Positive effekter av at menneskene er evakuert.. Nye arter og fler dyr (ulv). Langtids genetiske konsekvenser er ukjent
Paradigmeskifte mhp risikovurderinger: Reaktorulykken ved Three Mile Island, USA (1979) viste at lite sannsynlige atomulykker kan inntreffe, Vi må ta høyde for at: Reaktorulykken ved Tsjernobyl, Sovjetunionen (1986) viste at konsekvensene av en lite sannsynlige atomulykke kan bli langt Lite mer sannsynlige omfattende enn ulykker tidligere kan antatt, skjeog Konsekvenser kan bli mer omfattende Angrepet på World Trade Center og Pentagon, USA (2001) viste enn at enkelte vi har grupperinger trodd har både vilje og evne til å gjennomføre terroranslag i stor skala. Noen kan aktivt medvirke til at slikt skjer New era for Nuclear Energy Ca 440 reaktorer i operasjon mer enn 200 reaktorer underplanlegging eller bygging Store mengder avfall fra dekommisjonering av våpen og reaktorer Oppbygging av militær kapasitet i NV Russland
Vi må lære av gamle hendelser for å takle nye ulykker på en bedre måte UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Kilder som bidrar/kan bidra til forurensning av Arktis Prøvesprengninger (atmosfærisk, på land, under vann, underjordisk) Novaya Zemlya Peaceful nuclear explosions -Kola Reaktor ulykker: Chernobyl Ulykker med reaktordrevne u-båter, isbrytere, fly med A- våpen, satelitter: Barentshavet, Thule, Greenland; Canada Lagring av brukt brensel: Andreeva, Gremikha, Lepse etc Marin transport fra Europeiske anlegg: Sellafield and Dounreay, UK; La Hague, France, Transport fra Østersjøen Transport med elvene Ob og Jenisej: Mayak, Tomsk, Krashnoyarsk, Russia Dumpet avfall: Kara Sea, Novaya Zemlya U gruvedrift: Kola, Komi etc.
Potensiell kilde: Kjernevåpen Ca 20 000 stridshoder totalt i 2006 (Norris og Kristensen, 2006) Ca 5800 operationelle stridshoder på Kola. Ca 10 000 intakte stridshoder er lagret. Mange kjernevåpner er gamle, ulykker kan skje under transport og lasting/lossing. Nedrusting er viktigl Antall nye stridhoder kan øke I NV Russland. Case (NOU 1992:5): Et 2 Mt termonucleær våpen eksplodere på bakken på Kola, nedfall over Finmark. Konsekvenser: på 40 km avstand kan en person som oppholder seg ute I 4 timer få dødelig dose. Evakuering og omfattende restriksjoner på landbruk og reinsdrift i lang tid. Få tiltak kan anvendes på utmark.
Potentiell kilde: Atomreaktorer uten inneslutning UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Worst case ulykke på Kola: Sannsynlig LOCA, real-time meteorologi Case 1: utslipp av radioaktivitet, som ligner prøvesprengninger Konklusjon Finnmark: som Tsjernobyl nedfallet i Norge Case 2: partikkelutslipp Partikler opp til 10 μm tilhele Norge, AMAP, store 2004partikler særlig til Kirkenes. Konklusjon Finnmark: evakuering, store effekter for mennesker og miljø Kola: 4 PWR (1973) Bilibino: 4 LWGR (1973) Beloyarsk: 1 Fast breeder reactor (1981) Photos: http://insp.pnl.gov/-library.htm
Reaktordrevne u-båter og isbrytere Ca 33 operative atom u-båter I Nordflåten + noen andre reaktordrevne militære fartøy (2001) Inntil 2000: 4 u-båter har sunket, 36 ulykker med 378 omkomne er registrert (Ølgaard, 2001) Et stort antall atom u-båter tatt ut av drift. Store mengder brukt brensel (SNF) er lagret ved Andreeva and Gremikha, og I båter som Lepse Ca 7 reaktordrevne isbrytere + 1 container skip (Sevmorput) I drift? To isbrytere ut av drift (Lenin and Sibir), men deler av Lenin reaktoren er mistet i Barentshavet/Karahavet. Worst case scenario: atomulykke (u-båt med våpen) i fjorder nær bebyggede områder kan gi omfattende helse og miljøkonsekvenser.
Brukt brensel fra dekommisjonerte u-båter,, fast og flytende avfall er uforsvarlig lagret i Andreeva og Gremikha (FMBA) prøver å få tilgang UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Temporary storage of spent nuclear fuel at the Andreev bay, 50 km from Norway Facility SNF SRW LRW Number of cores Bq tons Bq tons Bq Andreeva Bay Gremikha 80 1.3х10 17 16824 2.6х10 14 3042 8.1х10 11 8 2.0х10 16 734 1.2х10 13 - -
Dumpet avfall i Karahavet Felles feltarbeid 1992,93,94 Resultat: 6 ubåter med brensel, 10 u-båter uten brensel Skip fyllt med avfall Tusenvis av kontainere med avfall Internasjonal consensus: avfallet bør ikke tas opp, men må overvåkes hvert 5-10 år
Mayak PA-mange potensielle kilder Ulykker alvorlig i nærområdet Yenisey: Krasnoyarsk-26 Ob: Mayak PA, Tomsk-7 EURT 4400 PBq transport I grunnvann Resservoirs
Photos: http://insp.pnl.gov/-library.htm UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Atomhandlingsplanen og Norsk- Russisk Ekspert Gruppe: En rekke prosjekter for å fjerne kilder, redusere risiko for utslipp og øke kunnskap om konsekvenser Sources to be removed Decommissioning of nuclear powered submarines (4-5) Lepse project: decommissioning RITEG: 126 Sr-90 batteries in lighthouses replaced by solar cells by 2007 Men det er mange store kilder igjen Radon Lepse
Threat category Accidental releases from different sources O Nuclear weapons Enormous I II III IV V Nye trusselvurderinger, Kriseutvalget Reactors without containment, old Kola reactors, Bilibino, Chernobyl type reactors Reactor driven ships, spent fuel storage (criticality accidents) in Russia and UK Satellite accidents Waste disposal sites, RTGs (15 PBq Sr-90). Radiation facilities and large sources at hospitals Dirty bombs, lost sources Transport of radioactive materials European power reactors with containments Consequences health and environment Deterministic effects far outside the site Deterministic effects locally, serious health and environmental effects regionally Deterministic effects locally, serious to moderate health and environmental effects regionally Serious to moderate health and environmental effects locally Moderate to insignificant
Embetsgruppen for koordinering av atomulykkesberedskapen (Departementer Nasjonal atomulykkesberedskap Kriseutvalget ved atomulykker Statens strålevern (leder) Statens strålevern Statens helsetilsyn Mattilsynet Forsvarets overkommando Direktoratet for sivilt berdskap Justisdepartementets politiavdeling Kriseutvalgets sekretariat (Statens strålevern) Kriseutvalgets faglige rådgivere Kriseutvalgets informasjonsgruppe -KU-info - Det norsk meteorologiske institutt - Norges geologiske undersøkelse - Norsk institutt for luftforskning - Forsvarets forskningsinstitutt - Institutt for energiteknikk - Havforskningsinstituttet - Norges landbrukshøgskole - Norges veterinærhøgskole - Direktoratet for naturforvaltning - Statens dyrehelsetilsyn - Statens institutt for folkehelse - Statens landbrukstilsyn Regjeringens kriseinformasjons -enhet Fylkesmenn Ytre etater Kommuner
Kilder - transport - effekt - konsekvenser risiki - tiltak Source term Transport Biol. uptake Biol. effects Physico- Mobility Bioavailability chemical form Transformation f(t) Countermeasures Short and long term dose, impact and risk assessments
Forskning - kunnskapshull Forskning bidrar til en grunnleggende kunnskapsbase for overvåking, nasjonal beredskap og tiltak Vi må ha konkret kunnskap om: Kilder og utslipp, Transport og spredning, Opptak, dose og effekt på mennesker og miljø, for å vurdere trusler, dimensjonere beredskap og utvikle relevante tiltak Med begrenset kunnskap vil alle prognoser være beheftet med store usikkerheter
Vi vet at alle alvorlige ulykker vil gi partikkel-utslipp, men vi vet ikke hvordan partikler oppfører seg under arktiske forhold. Partikler er ikke med i modellene våre (IAEA CRP) UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Nuclear test Semipalatinsk Kuwait Dounrey Sellafield Aggregate from the Chernobyl explosion Thule XRMA Corrosion product Waste in Kara Sea Krasnoyarsk U particle
Case: genetic instability in salmon exposed to metals and gamma radiation, (Norway, Canada 60 Co 4mGy Water reservoar (aerated) 18mGy 60 Flow through systems for aquatic organisms Different species and life stages, earth worm, blue mussels, gene modified mice, etc Exposed at different distances from the source, minutes to months 75mGy Biological endpoint: Induced genomic instability: Bystander effect Reference (no gamma from source) %survival of reporters Results: Severe multiple stressor synergism for salmon exposed to Al, Cd, and gamma 50 40 30 20 10 0 Kidney control 4mGy 18mGy 75mGy Al+Cd Al+Cd+4 Al+Cd+18 AL+Cd+75
Konklusjon: Vi er omgitt av mange kilder Atomulykker kan skje oftere enn vi har antatt og konsekvensene kan bli mer omfattende enn vi har trodd, men reparasjonsevnen er større enn antatt Ingen steder i verden har så stor ansamling av kjernevåpen, reaktorer, brukt brensel (Andrejeva, Gremicha) som i Nordvest Russland, og dette kan øke Kunnskapsnivået er svakt, men kunnskap må til for å skille mellom påståtte og reelle trusler Vi må styrke samarbeidet med russerne, felles overvåking og konsekvensvurderinger Da må vi ha tung politisk drahjelp For å satse på Nordområdene må atomsikkerheten være på plass
Takk for oppmerksomheten Foto: UMBs fotoarkiv UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP