Image
""

Radioaktivt jod sto for over 20 prosent av strålingsfaren da Tsjernobyl-ulykken fant sted i 1986. Foto: Colourbox

Hvorfor er det så mye radioaktivt jod i avfallet fra en atomulykke?

Radioaktivt jod er ekstra skummelt fordi kroppen så lett tar det til seg. Men hvorfor blir det så mye av nettopp jod ved en eventuell atomulykke?

Er du under 40 år, gravid, ammende eller har barn som bor hjemme, anbefaler Direktoratet for strålevern og atomtryggleik (DSA) at du har jodtabletter hjemme. Tablettene kan gi beskyttelse mot radioaktivt jod ved atomulykker.

Men hvorfor er det akkurat jod som er den store og skumle trusselen? Avfallet fra et kjernekraftverk inneholder også mange andre radioaktive stoffer, blant annet cesium, strontium, xenon og barium.

– Den øyeblikkelige faren vil i hovedsak komme fra jod. På lang sikt trenger du derimot ikke være bekymret for jod i det hele tatt, sier professor Jon Petter Omtvedt ved Kjemisk institutt.

Han er kjernekjemiker og bruker radioaktive stoffer i forskningen sin.

– Jeg har ikke radioaktivt jod på lab’en akkurat nå, men vi bruker ofte radioaktivt jod i forskningen vår, sier Omtvedt til Titan.uio.no.

Jon Petter Omtvedt bruker radioaktive grunnstoffer i lab'en i kjelleren på Kjemisk institutt. Foto: Eivind Torgersen/UiO

– Vi kan bruke radioaktivt jod, men også de fleste andre grunnstoffene, som en merkelapp på molekylene vi studerer. Dermed kan vi følge disse molekylene gjennom ulike prosesser, enten det er inne i kroppen, i en kjemisk reaksjon eller for å studere hvordan næring tas opp i en plante.

Kroppen trenger jod

Jod, grunnstoff nummer 53, med det kjemiske symbolet I, er stort sett ufarlig. Et gjennomsnittlig voksent menneske har rundt 15 milligram jod i kroppen.

Det er de radioaktive variantene som kan være farlige. Særlig den som heter jod-131, og som kjemikerne helst skriver slik: 131I. Tallet 131 henviser til hvor mange protoner og nøytroner et atom har i kjernen. Alle jodatomer har 53 protoner, men antallet nøytroner kan variere. De ulike variantene kalles isotoper.

Den stabile isotopen jod-127 har 74 nøytroner i tillegg til de obligatoriske 53 protonene i kjernen. Den radioaktive isotopen jod-131 har 78 nøytroner. Forskjellen kan kanskje se liten ut, men akkurat disse nyansene er veldig viktige når vi snakker om radioaktivitet.

Enorme mengder energi

– Avhengig av hvordan nøytroner og protoner er satt sammen, vil de være mer eller mindre godt limt til hverandre. Bindingene mellom nøytroner og protoner er mer eller mindre solide, sier Omtvedt.

Dersom limet ikke holder, kan et atom gjøres om til et nytt atom der nøytronene og protonene er limt litt sterkere sammen. Som en del av denne prosessen sendes det ut radioaktivt stråling.

– Dette kaller vi en radioaktiv desintegrasjonsprosess. Kjernen forvandler seg fra en type kjerne til en annen. I slike desintegrasjonsprosesser blir det energi til overs som sendes ut av kjernen. Kjernen gjør om litt av massen sin til energi og sender det ut som stråling, sier Omtvedt.

Det som sendes ut kan være en pakke med to protoner og to nøytroner, det som kalles en alfapartikkel, eller det kan være et enkelt elektron, en betapartikkel.

– I radioaktivitet er det ikke partiklene som sendes ut som er farlige, det er energien som partiklene sendes ut med. I og med at energien som sendes ut er så fantastisk stor, så er potensialet for å gjøre skade tilsvarende stort, sier Omtvedt.

Han forteller at radioaktiv stråling kan være mer enn 100 000 ganger mer energirik enn de fleste kjemiske reaksjoner der grunnstoffer reagerer kjemisk med hverandre.

– En betapartikkel er bare et elektron, og elektroner er ikke farlige. Men hvis et elektron kastes ut i fryktelig høy hastighet, så vil bevegelsesenergien gjøre at det kan påvirke mange andre elektroner. Hvis disse elektronene er en del av det som holder kroppen min sammen, så kan det være uheldig, sier Omtvedt.

Fakta

Solsikker ble brukt til å rense jorda for tungmetaller fra atomkatastrofen i Tsjernobyl.
Det kan du lese mer om her: Derfor er solsikken Ukrainas nasjonalblomst

Naturen er full av radioaktivitet

Radioaktiv stråling er ikke forbeholdt kjernekraftverk og atomvåpen. Det er noe som skjer i naturen rundt oss hele tiden, særlig fra uran som det er mye av i bakken.

– Den vanligste naturlige isotopen av uran, uran-238, har en desintegrasjonskjede som starter med at den sender ut en alfapartikkel og blir til thorium-234. Thorium-234 vil være ustabil med hensyn til betadesintegrasjon, og vil bli til protactinium-234, forklarer Omtvedt.

Så lenge resultatet av en desintegrasjon er en ny ustabil isotop, vil denne prosessen fortsette.

– Dette er en lang kjede der du får flere typer thorium, du får radium, og du får radon, Norges største stråleproblem. Til slutt ender det i en form for stabilt bly. Da skjer det ikke noe mer, sier Omtvedt.

Dette er prosesser som tar veldig, veldig lang tid. Naturlig uran er nemlig ikke så skummelt som det kanskje høres ut som.

– En urankjerne er nesten stabil. Den er ikke veldig radioaktiv. Den har vært der siden tidenes morgen, sier Omtvedt.

Det er derfor uran kan brukes til å regne ut hvor gammel jorda er. Men jod dukker altså ikke opp i disse naturlige prosessene i det hele tatt.

– Naturlig forekommende uran vil ikke danne radioaktivt jod gjennom naturlige prosesser, sier Omtvedt.

Tvungen spalting gir andre resultater

Historien er en helt annen i et kjernekraftverk der man tvinger uranatomene til å dele seg. Hemmeligheten bak et kjernekraftverk er det som kalles fisjon, en kjernefysikk prosess hvor en atomkjerne spaltes i to mindre deler, samtidig som det frigjøres betydelige mengder energi.

– Man tvinger et uranatom til å spalte seg ved å sende et nøytron inn i kjernen. Du vet at atomet spalter seg, men du vet ikke nøyaktig hvilke to halvdeler du får, sier Omtvedt.

I prinsippet kunne et uranatom med sine 92 protoner dele seg på midten å bli til to atomer av grunnstoff nummer 46, palladium. Men det skjer ikke. Derimot viser det seg at de to nye delene hovedsakelig samler seg i to bolker.

Den ene bolken inneholder atomer med massetall rundt 100. Massetallet er den totale summen av antall nøytroner og protoner i atomkjernen. Den andre bolken er konsentrert rund massetall 130.

Og da ser vi hvor all joden kommer fra. Den fryktede isotopen jod-131 har jo nettopp massetall 131. I tillegg er det også rikelig med radioaktive isotoper av cesium, strontium, xenon og barium og flere andre grunnstoffer.

– Hva du får, er avhengig av hvilket brensel man bruker, det er avhengig av hvor gammelt brenselet er og av energien i nøytronene man sender inn, sier Omtvedt.

Det vil altså kunne variere hva som kommer ut, men jod vil definitivt være blant de mest dominerende. For eksempel utgjorde jod-131 over 20 prosent av strålingsfaren idet Tsjernobyl-ulykken fant sted i 1986.

Farlig med én gang, men borte etter tre måneder

Grunnen til at jod skiller seg ut, og at er verdt å gardere seg mot umiddelbart etter et atomuhell, er at jod-131 vil sende ut mye stråling på kort tid. Den har kort halveringstid, bare åtte dager. Det betyr at i løpet av åtte dager vil halvparten av jod-131-atomene dele seg og sende ut radioaktiv stråling.

– Cesium-137, en annen av hovedkomponentene blant fisjonsproduktene, har 30 års halveringstid. Den vil bruke mye, mye lengre tid på å desintegrere. Hvis du har like mange cesiumatomer som jodatomer, så vil den øyeblikkelige faren i hovedsak komme fra jod fordi alle sammen går i stykker i løpet av noen uker, sier Omtvedt.

I løpet av snaut tre måneder vil jod-131 ha halvert seg ti ganger og det vil bare være en tusendel igjen.

– Etter 80 dager vil jod være borte. Det er ingen som sier at du må ta jodtabletter i dag på grunn av Tsjernobyl-avfallet fra 1986. Det er en uaktuell problemstilling, sier Omtvedt.

Cesium-137 vil bruke 300 år på å komme like langt.

– Det er derfor vi fremdeles kan måle radioaktivt cesium i fisk fra norske fiskevann og i reinsdyrkjøtt og sauekjøtt, 36 år etter Tsjernobyl-ulykken, sier Omtvedt.

I andre enden av skalaen ligger radioaktive stoffer som forsvinner nesten før de har oppstått.

 – Noen isotoper har en halveringstid på bare noen sekunder eller millisekunder. De forsvinner med én gang. Sekunder etter at en reaktor er stoppet, er det ikke grunn til å bekymre seg for at disse skal komme i maten du spiser eller i lufta du puster inn, sier Omtvedt.

Kroppen skiller ikke mellom «rent» og radioaktivt jod

Halveringstiden er en av årsakene til at Direktoratet for strålevern og atomtryggleik (DSA) går ut med anbefalinger om jod og ikke de andre radioaktive grunnstoffene som kan komme fra fisjonsprosesser. Men det handler også om kroppens behov for jod.

– Kroppen bruker jod til å lage stoffskiftehormonene tyroksin og trijodtyronin. Energiomsetningen i kroppen reguleres av disse hormonene, og jod er en av byggesteinene, sier førsteamanuensis Ida Robertsen ved Farmasøytisk institutt.

Ekstra viktig er dette tidlig i livet.

– Barn og unge har et mye mer aktivt opptak av jod fordi de trenger mer jod i utviklingen. De har et fem til ti ganger høyere opptak av jod i skjoldbruskkjertelen, sier Robertsen til Titan.uio.no.

Dersom skjoldbruskkjertelen har tilstrekkelig med jod fra før, vil den ignorere radioaktivt jod som blir tatt opp i kroppen fra en eventuelt atomulykke.

Ida Robertsen er farmasøyt og ekspert på legemidler. Foto: UiO

– Ved å ta høydosejod «metter» du skjoldbruskkjertelen med stabilt jod, og da tar vi ikke opp radioaktivt jod, sier Robertsen.

En slik forebyggende behandling med jod kalles jodprofylakse. Det kan du lese mer om i dette blogginnlegget fra Solveig Kristensen og Kristin Vinje: Atomulykker og jodtabletter

Best før – sannsynligvis like god etter

Akkurat som for alle andre legemidler er den maksimale holdbarhetsdatoen for jodtilskudd satt til maks fem år etter at de er laget. Det ligger sikkert mange jodtabletter rundt omkring i landets beredskapslagre som har gått ut på dato. Det trenger du ikke nødvendigvis bekymre deg for.

– Kaliumjodid, som er i disse tablettene, er veldig stabilt. Det er ikke noe problem å bruke jodtabletter som er gått ut på dato hvis de er oppbevart riktig, sier Robertsen.

Det vil si tørt og i romtemperatur. Hverken i kjøleskapet eller på badet, altså.

– Jeg tror ikke dette er noe stort problem med akkurat jod, men generelt er det best å oppbevare legemidler tørt og i romtemperatur, sier Robertsen.

Hun har forståelse for at folk løper til apoteket for å hamstre jodtabletter.

– Jeg tenker at det er en naturlig reaksjon, sier Robertsen.

Hun vil heller ikke gjøre narr av folk som kjøper «feil» jodtabletter, som kjøper kosttilskudd med bare ørsmå mengder jod istedenfor høydosetablettene vi anbefales å ha i beredskap.

– For en lekperson er det ikke nødvendigvis lett å skjønne at det er forskjell på høydosejod og kosttilskudd med jod, sier Robertsen.

Hva med alle de andre farlige stoffene?

Radioaktivt jod er bare ett av veldig mange farlige stoffer som kan spres etter en atomulykke. Så hvorfor blir det som mye oppmerksomhet rundt grunnstoff nummer 53?

– Jod er det eneste vi vet hvordan vi skal beskytte oss mot. Andre farlige stoffer har vi ingen måte å beskytte oss mot, sier Robertsen.

Også kjemiprofessor Jon Petter Omtvedt advarer mot å tro at jodtabletter beskytter mot radioaktivitet generelt.

– Jod vil ikke beskytte mot andre radioaktive avfallsprodukter. Jod er ingen vidundermedisin, men du kan dempe belastningen på skjoldbruskkjertelen hvis man utsettes for friskt radioaktivt avfall, sier han.

Kan ikke sammenlignes med en atombombe

Omtvedt mener det er viktig å skille mellom lekkasje fra et kjernekraftverk og en kjernevåpeneksplosjon.

– Hvis det skjer en ulykke ved et kjernekraftverk, så kan noe av materialet komme ut. Men det vil ikke komme ut på samme måte som i en eksplosjon.

– Et kjernekraftverk er bygget med skall på skall med kapsling. Man har virkelig anstrengt seg for at ikke noe skal gå galt. Med kjernevåpen er det omvendt, der anstrenger man seg maksimalt for at det skal gå galt.

– Begge er basert på en fisjonsprosess og man er bekymret for spaltningsproduktene, men de vil ha en helt annen sammensetning i en atomvåpeneksplosjon, sier Omtvedt.