radioactieve neerslag. Fall-out kan o. a. afkomstig zijn van kernexplosies.
De gevaarlijkste radionucliden in fall-out zijn strontium-90, cesium-137, plutonium-238 en plutonium-239.Tijdens een kernexplosie wordt een zeer hoge temperatuur bereikt, waardoor radioactieve splijtstof, splijtingsprodukten en constructiemateriaal in gas worden omgezet. Naarmate de explosie dichter bij de grond plaatsvindt, wordt ook meer bodemmateriaal in de vuurbal meegezogen en in damp omgezet. Na de explosie zet de hete gaswolk sterk uit en stijgt tot aanzienlijke hoogte. Bij deze stijging koelt de massa af, waarbij aërosolen worden gevormd. De deeltjes die enkele tienden van een seconde na de explosie worden gevormd, hebben een diameter van 0,4-4 urn. De oxiden van de radionucliden met de hoogste kookpunten zijn daarin opgenomen.
In het resterende gas bevinden zich de meer vluchtige oxiden van de radionucliden. Bij verdere afkoeling condenseren deze in kleine deeltjes (diameter kleiner dan 0,4 pm). Vindt de explosie op de grond plaats, dan wordt zoveel materiaal van de bodem meegenomen en vervluchtigd, dat een groot deel van de radioactiviteit aanwezig is in relatief grote aërosoldeeltjes. Men onderscheidt drie typen van radioactieve neerslag:
1. lokale fall-out, waarbij binnen een afstand van een paar honderd kilometer grote aërosoldeeltjes op de aardbodem terechtkomen;
2. troposfere fall-out, waarbij de radioactieve neerslag van kleinere deeltjes over een gebied van duizenden kilometers vanaf de plaats van de explosie, maar op hetzelfde halfrond, terechtkomen; het transport vindt plaats in de lagere troposfeer;
3. stratosfere fallout, waarbij deeltjes in de stratosfeer worden gebracht en zo over de gehele wereld worden verspreid.
De kortlevende radionucliden worden alleen door de troposfere fall-out verspreid, terwijl nucliden met een lange levensduur ook door de stratosfere fall-out worden verspreid. De gemiddelde verblijftijd van de nuclidedeeltjes in de stratosfeer is afhankelijk van de hoogte waarop de ontsteking heeft plaatsgevonden, de breedtegraad en de tijd van het jaar. De verblijftijd kan variëren tussen drie maanden en twee jaar. De verblijftijd van strontium-90 in de stratosfeer is b.v. ca. een jaar.
In de troposfeer zijn drie processen van belang voor de verwijdering van de radioactieve deeltjes:
1. uitregenen, veroorzaakt door druppelvorming in een wolk met een deeltje als condensatiekern;
2. uitwassen van radioactieve deeltjes door vallende druppeltjes;
3. droge depositie op de bodem of op planten.
De verblijftijd van radioactieve deeltjes in de troposfeer is ca. 30 dagen. Mede hierdoor vindt verspreiding naar het andere halfrond nauwelijks plaats. Gasvormige radionucliden, zoals krypton-85, daarentegen mengen zich over de beide hemisferen met een uitwisselingstijd van ca. 1,5 jaar.
Behalve door kernexplosies kan radioactieve neerslag ook veroorzaakt worden door nucleaire installaties, zoals kerncentrales, verrijkingsinstallaties en installaties voor het opwerken van radioactief afval. De belangrijkste nucliden die zich via de atmosfeer zouden kunnen verspreiden, zijn daarbij tritium, koolstof-14, krypton85, jood-129, jood-131, xenon-133 en argon-41. De hoeveelheden waar het hier om gaat, zijn evenwel uiterst gering. Tritium komt in de vorm van water op aarde, koolstof wordt als kooldioxide in zee opgenomen of door planten via het assimilatieproces. Krypton wordt over de gehele wereld verspreid, terwijl xenon en argon door hun halveringstijden van resp. vijf dagen en 1,8 uur slechts beperkte verspreiding in het milieu hebben en daardoor alleen lokaal van enige betekenis kunnen zijn. Radioactief jood hoopt zich op in de schildklier.
Dit jood kan via de luchtwegen het lichaam zijn binnengekomen. Een effectievere weg is evenwel via de melk van koeien die op met jood besmette weilanden gegraasd hebben. Op deze wijze kan men wel honderdmaal meer jood naar binnen krijgen dan via de ademhaling.
De zwaarste ramp met een kerncentrale die men zich kan voorstellen, wordt veroorzaakt door het uitvallen van de koeling van de splijtstof. Als dat gebeurt, zal binnen een uur de temperatuur zo hoog zijn opgelopen, dat de reactorkern is gesmolten. Indien ook water in de reactorruimte aanwezig is, zal dit een stoomexplosie veroorzaken. Door nareactie zal de druk tenslotte zo hoog kunnen oplopen, dat de omhulling openbarst, waardoor radioactief materiaal in de vrije atmosfeer terechtkomt. De grootste gevaren vormen dan de elementen jood en cesium. De werking van jood is vrij snel.
Zeker de helft van het aantal sterfgevallen zal daaraan zijn te wijten. Cesium zal op veel langere termijn sterfgevallen tot gevolg hebben. Men heeft lange tijd gemeend, dat deze nucliden als gas zouden ontsnappen. Zij reageren vermoedelijk echter tot het in water zeer goed oplosbare zout cesiumjodide. Door de aanwezigheid van veel water en ten gevolge van adsorptie aan wanden e.d. zal de verspreiding van deze gevaarlijke radionucliden daarom veel geringer zijn en derhalve de gevolgen van het barsten van de omhulling veel minder ernstig dan aanvankelijk werd aangenomen.
