Advanced

Radiation exposure of human populations in villages in Russia and Belarus affected by fallout from the Chernobyl reactor

Bernhardsson, Christian LU (2011) In Lund University, Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series 2011:62.
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Människan har alltid exponerats för joniserande strålning från radioaktiva ämnen i naturen och i sin egen kropp, samt från kosmisk strålning. Summan av exponeringen från dessa strålkällor blir ungefär 1 mSv per år. Till detta kommer exponering av lungor och luftvägar från radon och radondöttrar, särskilt i inomhusluft. Som jämförelse kan nämnas att en tandröntgen ger en stråldos på ca. 0,01 mSv, en ”vanlig” röntgenundersökning 0,1-1 mSv och en CT-undersökning 1-10 mSv. Att man beräknar och försöker uppskatta stråldoser beror på att dessa ökar risken för att senare i livet drabbas av en cancersjukdom. Genom studier av sena hälsoeffekter hos individer som exponerats för höga stråldoser (överlevande... (More)
Popular Abstract in Swedish

Människan har alltid exponerats för joniserande strålning från radioaktiva ämnen i naturen och i sin egen kropp, samt från kosmisk strålning. Summan av exponeringen från dessa strålkällor blir ungefär 1 mSv per år. Till detta kommer exponering av lungor och luftvägar från radon och radondöttrar, särskilt i inomhusluft. Som jämförelse kan nämnas att en tandröntgen ger en stråldos på ca. 0,01 mSv, en ”vanlig” röntgenundersökning 0,1-1 mSv och en CT-undersökning 1-10 mSv. Att man beräknar och försöker uppskatta stråldoser beror på att dessa ökar risken för att senare i livet drabbas av en cancersjukdom. Genom studier av sena hälsoeffekter hos individer som exponerats för höga stråldoser (överlevande från kärnvapenbombningarna i Hiroshima och Nagasaki) har man kommit fram till ett samband som visar att risken ökar linjärt med stråldosen.



Efter ett kärnkraftshaveri eller annan händelse som innebär en mera omfattande spridning av radioaktiva ämnen kommer man behöva vidta åtgärder för att reducera exponeringen och därmed hålla nere risken för framtida effekter på befolkningens hälsa. Det kommer också att finnas ett stort behov av att minska oron i samhället då den upplevda risken med joniserande strålning ofta är mycket större än den verkliga risken. Eftersom personer bland allmänheten inte normalt har egna dosmätare måste stråldoserna uppskattas i efterhand. Detta kan göras med hjälp av punktmätningar i omgivningen, mätningar av kroppsinnehållet av olika radioaktiva ämnen eller genom datormodeller. En annan metod som kallas för retrospektiv dosimetri utnyttjar en speciell minneseffekt som finns i vissa material och som göra att materialet minns om, och hur mycket, det exponerats för joniserande strålning. Genom att samla in föremål med speciella (fysikaliska) egenskaper (salt, mediciner i tablettform, mobiltelefonchips, armbandsur mm) som människor bär på sig eller som finns där de vistas kan man sedan genom att tömma föremålen på minnet, skapa en bild över strålningssituationen på dessa platser, i efterhand.



Katastrofen vid kärnkraftverket i Tjernobyl (Ukraina) 1986 gav upphov till en spridning av radioaktiva ämnen över ett enormt område (Vitryssland, Ryssland, Ukraina, Skandinavien och andra delar av Europa) och kom att påverka många miljoner människor. I de fyra arbeten som ingår i denna avhandling har strålningssituationen för invånarna i några av de mest radioaktivt kontaminerade byarna i Ryssland och Vitryssland utanför 3-milszonen studerats på olika sätt.



Radioaktiva ämnen i kroppen samt strålning från markbeläggningen har mätts på samma sätt som under en tidigare del (1990-2000) av projektet. Dessutom har nya dosimetrar bl.a. sådana som utnyttjar vanligt bordssalt använts. Resultaten från byarna visar att stråldosen varierar beroende på om man befinner sig utomhus (högst) eller inomhus (lägst) och vad man äter. De årliga dosbidragen från Tjernobyl ligger i dag på 0,5-1 mSv, motsvarande en minskning med en faktor (över) 60 sedan 1986. Upprepade mätningar under tre år i samma område har också bekräftat saltets potential som en retrospektiv dosimeter, även vid låga stråldoser. Detta skulle i framtida händelser innebära ett snabbt, enkelt och billigt komplement till annan dosimetri för att uppskatta stråldoser till personer bland allmänheten och därmed bidra till stöd i såväl information som fortsatta insatser för att mildra konsekvenserna av den joniserande strålningen och oron.



Popular Abstract in Russian

Человечество всегда было подвержено воздействию ионизирующего излучения от радионуклидов, имеющихся в природе и в организме самого человека, а также от космического излучения, постоянно воздействующего на Землю. Суммарное воздействие от этих источников составляет около 1 мЗв в год. Кроме того, легкие и дыхательные пути подвергаются воздействию радона и дочерних продуктов радона, присутствующих, в частности, в воздухе внутри помещений. Для сравнения, рентген зуба дает дозу примерно 0,01 мЗв, обычный рентген от 0,1 до 1 мЗв, а сканирование с использованием компьютерного томографа от 1 до 10 мЗв. Основанием для расчета и попытки оценки доз облучения является то, что они повышают риск отдаленного развития раковых заболеваний. На основании исследований отдаленных последствий для здоровья людей, подвергшихся воздействию высоких доз облучения (жертв ядерной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, многие из которых подверглись воздействию облучения свыше 200 мЗв) можно сделать вывод, что повышение риска находится в линейной зависимости от дозы облучения.



После аварии на ядерной установке или другого события, связанного с крупномасштабным рассеиванием радиоактивных материалов, требуется принять меры по уменьшению воздействия ионизирующего излучения на людей и, следовательно, не допустить повышения риска последующего воздействия на здоровье общества. Кроме того, в значительной мере потребуется снятие напряжения в обществе, так как зачастую предполагаемый риск ионизирующего излучения оказывается значительно серьезнее фактического риска. Так как отдельные представители общества обычно не располагают индивидуальными дозиметрами, то оценку доз облучения в таких случаях следует производить ретроспективно. Это можно делать посредством точечных измерений в окружающей среде, оценки содержания различных радионуклидов в организме человека или посредством компьютерного моделирования. Еще один метод, так называемая ретроспективная дозиметрия, использует специальный эффект запоминания, присущий определенным материалам, который позволяет материалам запоминать факты и интенсивность воздействия ионизирующего облучения. Собрав предметы, обладающие специфическими (физическими) свойствами (соль, медицинские препараты в виде таблеток, чипы мобильных телефонов, часы и т.п.), используемые людьми или находящиеся в их окружении, можно выделить память предметов в виде светового сигнала и воссоздать картину радиационной обстановки на месте в ретроспективе.



Авария на атомной станции в Чернобыле (Украина) в 1986 г. вызвала рассеяние радионуклидов на громадной территории (Беларусь, Россия, Украина, Скандинавия и другие европейские регионы) и оказала воздействие на многие миллионы людей. В рамках работы над этой диссертацией с применением различных методов исследования была изучена радиоактивная обстановка в местах проживания в наиболее загрязненных селениях в Беларуси и России за пределами 30-километровой зоны.



Для измерения радионуклидов в организме человека и излучения от поверхности почвы использовались традиционные дозиметры и другие детекторы таким же образом, как и в предыдущей части проекта (1990-2000). Кроме того, использовались новые дозиметры, включая модели, в которых применялась обычная столовая соль. Полученные в населенных пунктах результаты показывают, что доза облучения меняется в зависимости от того, производились ли замеры на открытом воздухе (выше) или же внутри помещений (ниже), а также от того, что употреблялось в пищу. Годовая доза облучения от Чернобыля сегодня составляет 0,5 – 1 мЗв, что соответствует уменьшению в 60 раз по сравнению с 1986 г. Повторяющиеся измерения в течение трех лет в одной и той же местности также подтвердили потенциальные возможности обычной соли в качестве ретроспективного дозиметра, даже при малых дозах. В подобных ситуациях в будущем это может стать быстрым, простым и недорогим дополнением к другим дозиметрическим мероприятиям для оценки доз облучения обычных людей, способствуя информационной и непрекращающейся деятельности по смягчению воздействия ионизирующего облучения и напряженности в обществе. (Less)
Abstract
A quarter of a century has elapsed since the catastrophe at the nuclear power plant in Chernobyl. The radioactive fallout affected all the European countries and most severely the three countries of Belarus, Russia and Ukraine. In the aftermath of this devastating event, the scientific knowledge on the various radiological impacts of such a large scale accident and means to remediate these impacts has increased and will be essential for the future. The inhabitants that live in the most contaminated areas are, however, still exposed to elevated levels from the residuals of the Chernobyl fallout. This means that continued assessment of the long-term impact still is required to meet the concern of the affected people.

In this... (More)
A quarter of a century has elapsed since the catastrophe at the nuclear power plant in Chernobyl. The radioactive fallout affected all the European countries and most severely the three countries of Belarus, Russia and Ukraine. In the aftermath of this devastating event, the scientific knowledge on the various radiological impacts of such a large scale accident and means to remediate these impacts has increased and will be essential for the future. The inhabitants that live in the most contaminated areas are, however, still exposed to elevated levels from the residuals of the Chernobyl fallout. This means that continued assessment of the long-term impact still is required to meet the concern of the affected people.

In this thesis, the current day exposure to inhabitants living in some of the villages in the Bryansk region (Russia) have been assessed using similar methods of individual monitoring as during earlier phases of the project (1991-2000). This included personal TLDs and individual whole body burden estimates of 137Cs by NaI(Tl) measurements. A method applicable for prospective as well as retrospective absorbed dose estimates has also been evaluated by using the optically stimulated luminescence in ordinary household salt. The dosimetric potential of salt was investigated in the laboratory with the aim to use salt as a retrospective dosemeter. The salt dosemeters were also tested for prospective in situ measurements together with TLDs and model estimates based on point measurements by means of a high pressure ionisation chamber and ordinary radiation protection instruments. These measurements were carried out at various (stationary) positions in a contaminated village in Belarus, not far from the villages in the Bryansk region.

Today the radiological importance is completely dominated by 137Cs. The contamination level of 137Cs varies significantly between different villages, within the villages and even within the gardens of individual residences. The external exposure is thus dependent on where an individual resides. The internal exposure is associated with the intake of forest food (mushroom, berries and game), rather than the contamination level within a specific village. As an average, the inhabitants in the Russian villages received a total annual effective dose due to Chernobyl caesium of 0.5 mSv y-1 and 0.4 mSv y-1 in 2006 and 2008, respectively. This corresponds to a reduction of more than 60% over 10 years. In 2006 and 2008 the internal component was 1/3 of the total effective dose and the remaining external component was around 0.35 mSv. As the rate of decrease of the external exposure is relatively stable the internal effective dose, which has a different temporal behaviour, is predicted to become of increasing importance in the future.

The comparative measurements in the Belarusian village showed a good agreement, and predicted an external effective dose of about 1 mSv y-1. The overall results show that the effective dose to the inhabitants in the investigated area is now close to a level that is comparable to the natural background radiation. The study also shows that the potential of ordinary household salt as a tool for dosimetry is promising, also for prospective measurements in situ and at low absorbed doses and dose rates. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Professor Balonov, Mikhail, St. Petersburg Scientific Research Institute of Radiation Hygiene, St. Petersburg, Russia
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Chernobyl, caesium, effective dose, OSL, NaCl, TL, LiF, radiation protection survey instruments, deposition variability, long-term series
in
Lund University, Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
volume
2011:62
pages
64 pages
publisher
Medical Radiation Physics, Lund University
defense location
Aulan, Clinical Research Centre (CRC), ingång 72, Skånes Universitetssjukhus i Malmö
defense date
2011-06-10 09:00
ISSN
1652-8220
ISBN
978-91-86871-11-6
language
English
LU publication?
yes
id
222a4927-6d76-4350-a46d-4e1a7076b51c (old id 2158818)
date added to LUP
2011-09-30 08:35:36
date last changed
2016-09-19 08:44:49
@phdthesis{222a4927-6d76-4350-a46d-4e1a7076b51c,
  abstract     = {A quarter of a century has elapsed since the catastrophe at the nuclear power plant in Chernobyl. The radioactive fallout affected all the European countries and most severely the three countries of Belarus, Russia and Ukraine. In the aftermath of this devastating event, the scientific knowledge on the various radiological impacts of such a large scale accident and means to remediate these impacts has increased and will be essential for the future. The inhabitants that live in the most contaminated areas are, however, still exposed to elevated levels from the residuals of the Chernobyl fallout. This means that continued assessment of the long-term impact still is required to meet the concern of the affected people. <br/><br>
In this thesis, the current day exposure to inhabitants living in some of the villages in the Bryansk region (Russia) have been assessed using similar methods of individual monitoring as during earlier phases of the project (1991-2000). This included personal TLDs and individual whole body burden estimates of 137Cs by NaI(Tl) measurements. A method applicable for prospective as well as retrospective absorbed dose estimates has also been evaluated by using the optically stimulated luminescence in ordinary household salt. The dosimetric potential of salt was investigated in the laboratory with the aim to use salt as a retrospective dosemeter. The salt dosemeters were also tested for prospective in situ measurements together with TLDs and model estimates based on point measurements by means of a high pressure ionisation chamber and ordinary radiation protection instruments. These measurements were carried out at various (stationary) positions in a contaminated village in Belarus, not far from the villages in the Bryansk region.<br/><br>
Today the radiological importance is completely dominated by 137Cs. The contamination level of 137Cs varies significantly between different villages, within the villages and even within the gardens of individual residences. The external exposure is thus dependent on where an individual resides. The internal exposure is associated with the intake of forest food (mushroom, berries and game), rather than the contamination level within a specific village. As an average, the inhabitants in the Russian villages received a total annual effective dose due to Chernobyl caesium of 0.5 mSv y-1 and 0.4 mSv y-1 in 2006 and 2008, respectively. This corresponds to a reduction of more than 60% over 10 years. In 2006 and 2008 the internal component was 1/3 of the total effective dose and the remaining external component was around 0.35 mSv. As the rate of decrease of the external exposure is relatively stable the internal effective dose, which has a different temporal behaviour, is predicted to become of increasing importance in the future.<br/><br>
The comparative measurements in the Belarusian village showed a good agreement, and predicted an external effective dose of about 1 mSv y-1. The overall results show that the effective dose to the inhabitants in the investigated area is now close to a level that is comparable to the natural background radiation. The study also shows that the potential of ordinary household salt as a tool for dosimetry is promising, also for prospective measurements in situ and at low absorbed doses and dose rates.},
  author       = {Bernhardsson, Christian},
  isbn         = {978-91-86871-11-6},
  issn         = {1652-8220},
  keyword      = {Chernobyl,caesium,effective dose,OSL,NaCl,TL,LiF,radiation protection survey instruments,deposition variability,long-term series},
  language     = {eng},
  pages        = {64},
  publisher    = {Medical Radiation Physics, Lund University},
  school       = {Lund University},
  series       = {Lund University, Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series},
  title        = {Radiation exposure of human populations in villages in Russia and Belarus affected by fallout from the Chernobyl reactor},
  volume       = {2011:62},
  year         = {2011},
}