Gepubliceerd op 01-12-2020

ioniserende straling

betekenis & definitie

straling die bestaat uit geladen deeltjes (elektronen, protonen, alfadeeltjes e.d.), ongeladen deeltjes (neutronen) of fotonen, die voldoende energie hebben om door botsingen moleculen in het medium dat zij doortrekken te splitsen in ionen. Ioniserende straling omvat naast de röntgenstraling ook alle vormen van radioactieve straling.

De mens staat voortdurend bloot aan straling die afkomstig is van de zon en van natuurlijke radioactieve stoffen in de aarde. Deze zgn. achtergrondstraling is door zijn lage intensiteit ongevaarlijk.In 1895 ontdekte W.C.Röntgen de röntgenstraling en in 1896 was H.H.Becquerel de ontdekker van de gammastraling. In 1911 werd door M.Curie en A.L.Debierne radium-226 afgescheiden uit uraniniet (dat 1 g radium per 7 t erts bevat). De stralingen werden toegepast voor diagnose (vanwege hun doordringend vermogen) en therapie (wegens het vermogen om weefsel te doden), zonder daarbij uitgebreide beschermingsmaatregelen te treffen om schadelijke invloed zoveel mogelijk te beperken. Daarnaast waren er ook industriële toepassingen, zoals het verven van uurwerkwijzers met radiumhoudende verf. Tegelijkertijd deden zich de eerste gevallen voor van stralingsziekten bij mensen die in korte tijd een hoge dosis straling absorbeerden of bij mensen die meermalen of lange tijd aan een lage dosis waren blootgesteld. Pas na twintig jaar begon men met toezicht op de toepassingen van straling. Het eerste Internationale Radiologie Congres vond plaats in 1925, waarbij de International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) werd opgericht.

Op het congres werd werk gemaakt van een beperking van de stralingsdosis.

In 1950 werd de International Commission on Radiological Protection (ICRP) opgericht. Vanaf dat moment werd het oplossen van de problematiek rond de stralingsbescherming ter hand genomen. Deze ontwikkeling houdt gelijke tred met de snelle uitbreiding van de toepassing van stralingen in de geneeskunde, het wetenschappelijk onderzoek, de industrie, de bewapening en de energieproduktie. Al deze toepassingen leiden tot een verhoging van de stralingsdosis van de bevolking. De grootste gemiddelde bijdrage wordt geleverd door de medische toepassingen en ligt in de orde van 1 mSv (millisievert, 1 sievert = 1 J/kg) per jaar, vergelijkbaar met de gemiddelde dosis van natuurlijke oorsprong (achtergrondstraling). Er wordt daarom in toenemende mate aandacht geschonken aan de beperking van deze doses, terwijl ook het nut van bepaalde onderzoeken ter discussie wordt gesteld.

In vergelijking tot de medische doses zijn de bevolkingsdoses door industriële toepassingen, fall-out van kernexplosies en de kernenergie vrijwel verwaarloosbaar. Deze laatste bijdrage wordt geschat op 1 pSv per jaar. Deze lage waarde geeft evenwel geen goed beeld van de risico’s verbonden aan deze energiebron.

In laboratoria, klinieken en industrie wordt de beroepsbevolking geregeld blootgesteld aan straling. Deze groep wordt geacht door de opgelopen dosis, die weliswaar kleiner is dan de maximaal toelaatbare dosis, een risico te lopen dat van dezelfde orde is als het ongevalsrisico van andere bevolkingsgroepen. Het aantal beroepshalve blootgestelde personen neemt echter steeds toe en daarom laat men werkzaamheden waarbij hoge doses worden opgelopen (b.v. onderhoud van de koelleidingen in een reactor) steeds vaker uitvoeren door wisselende schoonmaaken/of onderhoudsploegen van buiten het bedrijf.

De mens en het milieu worden niet alleen blootgesteld aan straling geproduceerd door de nieuwe technologieën, maar ook aan straling van natuurlijke oorsprong. Daarnaast moet men ermee rekening houden dat de blootstelling aan natuurlijke straling door de technologie kan worden verhoogd (b.v. de radioactiviteit in bouwmaterialen en delfstoffen, kosmische straling bij vluchten op grote hoogte).

Hoge eenmalige doses ioniserende straling hebben als voornaamste bezwaar dat zij een kankerverwekkende (carcinogene) werking hebben, met dien verstande dat er na een bestraling slechts een kleine kans bestaat op kanker. Het mechanisme van deze carcinogene werking is echter nog niet volledig doorgrond, maar is waarschijnlijk nauw verbonden met dat van de mutageniteit van de straling (d.w.z. het teweegbrengen van mutaties door veranderingen in de chromosomen). De carcinogene werking van ioniserende straling is geconstateerd bij o.a. de overlevenden van de atoombomexplosies in Japan, bij patiënten die stralingsbehandelingen ondergingen en bij werkers met uraan. Er is nooit een duidelijk carcinogeen effect bij lage doses aangetoond. Voorzichtigheidshalve neemt men maar aan dat het effect evenredig is met de dosis. Uit analyses van carcinogene effecten wordt een waarschijnlijkheid van 1 op 10000 voor een dosis van 1 rem aangenomen.

Men onderscheidt direct en indirect ioniserende straling (in de wet gebruikt men hiervoor de termen rechtstreekse en onrechtstreekse ioniserende straling). De directe ioniserende stralingen zijn elektrisch geladen deeltjes, de indirecte de ongeladen deeltjes en de fotonen. Een snel, elektrisch geladen deeltje oefent door zijn lading krachten uit op de atoomkernen en elektronen van een molecule in het medium waardoor het beweegt. De elektronen kunnen daardoor uit het molecule losgeslagen worden en zo een ionenpaar vormen (positief geladen molecule en een vrij elektron, dat even later een andere molecule negatief kan laden). Aangezien de elektrische krachten zich over een vrij groot gebied uitstrekken, staat de direct ioniserende straling vrijwel doorlopend in wisselwerking met moleculen langs haar baan en verliest dus continu energie. Na een bepaalde weglengte (de dracht) is de energie nul geworden en het deeltje dus gestopt.

Indirect ioniserende straling bestaat uit ongeladen deeltjes en heeft dus geen werking op afstand. Alleen door toevallige botsingen met moleculen kan zij energie afstaan. Bij dergelijke botsingen krijgen de losgeslagen deeltjes een grote energie en zij veroorzaken daardoor op hun beurt weer een groot aantal ionisaties (gemiddeld is voor de vorming van een ionenpaar slechts een energie van 33,7 eV nodig). Het interactiemechanisme van de indirect ioniserende straling maakt dat deze nooit volledig wordt afgestopt en er dus geen eindige dracht is.

Het gemiddelde energieverlies per afgelegde weglengte (de lineïeke energietransfer of LET) is een functie van de energie, de lading en de massa van het deeltje. De LET van direct ioniserende straling en de secundaire deeltjes afkomstig van interacties van indirect ioniserende straling is een belangrijke factor voor het effect van de straling. Straling met een hoge LET (alfaen neutronenstraling) staat in de directe omgeving van haar baan (afstand minder dan 1 p) zoveel energie af, dat daardoor een concentratie aan reactieve stoffen wordt opgebouwd die in staat is een chromosoombreuk of chemische reactie teweeg te brengen. Voor straling met een lage LET (elektronen- en gammastraling) wordt vergelijkbare energiedichtheid slechts bereikt bij een toevallige kruising van banen van twee deeltjes. Dit onderscheid verklaart het verschil in biologisch effect van de verschillende soorten straling en ook de vorm van de dosis-effectrelaties.

In het Ned. Veiligheidsbesluit Ioniserende Stralen (1963) zijn in het kader van de Veiligheidswet voorschriften gegeven ter bescherming van personen tegen de gevaren van ioniserende straling. De bescherming tegen gevaren verbonden aan het vrijmaken van kernenergie, het toepassen van radioactieve stoffen en het gebruiken van toestellen die ioniserende straling uitzenden, is geregeld in de Kernenergiewet.

In België is dit geregeld bij de wet van 29.3.1958, gewijzigd in 1969, en door de richtlijnen van de Raad der Europese Gemeenschap voor Atoomenergie.

Ter uitvoering van het een en ander werd het Algemeen Reglement op de bescherming van de bevolking en van de werknemers tegen het gevaar van de ioniserende stralingen (KB van 28.2.1963) uitgevaardigd. Dit reglement bevat een vergunningenstelsel, regels voor de invoer, doorvoer en vervoer van radioactieve stoffen, informatie over de geneeskundige toepassing van ioniserende straling en over vervoersmiddelen met kernaandrijving.

Het reglement voorziet bovendien in algemene beschermingsmaatregelen en in de erkenning van deskundigen en regelt het toezicht.