Looduses esinevad väga mitmesugust tüüpi kiirgused, näiteks infrapunane kiirgus, nähtav valgus, ultraviolettkiirgus, raadiosageduslik kiirgus, madalsageduslikud ning staatilised elektri- ja magnetväljad ja ioniseeriv kiirgus. Viimasel lähemalt peatumegi.
Inimesel on kokkupuutevõimalus viit sorti ioniseeriva kiirgusega. Kolm neist – alfa-, beeta- ja gammakiirgus – pärinevad looduslikest või kunstlikest radioaktiivsetest ainetest, neljanda – röntgenikiirguse – teke on seotud stabiilsete aatomite elektronkattes toimuvate protsessidega ning viies – neutronkiirgus – tekib peamiselt tuumareaktioonides tuumade lõhustumise ahelreaktsiooni käigus.
1895. a. avastas Wilhelm Conrad Röntgen niinimetatud x-kiired, mida hiljem hakati kutsuma röntgenkiirteks. Aasta hiljem jõudis Henry Becquerel uraanisoola uurides jälile looduslikule radioaktiivsusele. Marie ja Pierre Curie tööd ning Ernst Rutherfordi avastus näitasid, et magnetväli lahutab raadiumist lähtuva radioaktiivse kiirguse kolmeks komponendiks: alfa-, beeta- ja gammakiirguseks.
Alfakiirgus kujutab enesest radioaktiivse lagunemise käigus tekkivate kahest prootonist ja kahest neutronist koosnevate heeliumi aatomi tuumade (nn. alfaosakeste) voogu. Suure energiaga alfaosakesed neelduvad ümbritsevas keskkonnas kiiresti. Õhus suudavad nad läbida vaid mõnesentimeetrise vahemaa ega suuda läbida näiteks paberilehte või inimnahka. Ent inimorganismi sattununa (sissehingamise või söömise tõttu) võivad nad siiski tervisele olulist kahju tekitada.
Beetakiirguse näol on tegemist suure energiaga elektronide vooga. Tema läbimisvõime on oluliselt suurem kui alfakiirgusel. Beetaosakesed on suutelised õhus läbima kuni meetrise vahemaa ning nende täielikuks peatamiseks läheb näiteks vaja 1 mm paksust metall-lehte.
Eelöeldust tulenevalt on radioaktiivse lagunemise puhul seega tegu põhiliselt kahesuguse lagunemismehhanismi – kas alfa- või beetalagunemisega. Enamasti (kuid mitte alati) kaasneb alfa- või beetaosakeste vooga lühilaineline elektromagnetkiirgus ehk gammakiirgus. Analoogiliselt valguse levikuga käsitletakse ka gammakiirgust vastavate gammakvantide voona. Gammakiirgus on väga hea läbimisvõimega ning tema täielik peatamine (eeskätt kõrgema energiaga gammakvantide korral) on praktiliselt võimatu. Kiirguskaitses tavaliselt kasutatavad mitmesentimeetrise läbimõõduga plii- ja kuni mõnemeetrise paksusega betoonvarjed võimaldavad üldjuhul vaid kiirgusvoo vähendamist keskkonnale ja inimese tervisele ohutu tasemeni. Näiteks koobalti radioaktiivse isotoobi Koobalt-60 gammakiirguse kahekordseks nõrgendamiseks on vaja 13 mm paksust plii- või 120 meetrist õhukihti.
Ka röntgenkiirgus kujutab enesest lühilainelist elektromagnetkiirgust, gammakiirgusest eristab teda röntgenkvantide madalam energia ning järelikult ka väiksem läbimisvõime. Röntgenikabinettide töötajate poolt kaitsevahenditena kasutatavates spetsiaalsetes põlledes ja kinnastes piisab vaid mõnemillimeetrisest pliikihist. Ehkki röntgenkiirgus esineb ka kosmilise kiirguse koostises, ei suuda röntgenikvandid oma madala energia tõttu maa atmosfääri läbida ning seetõttu saab inimene kokku puutuda vaid tehisallikatest pärit röntgenkiirgusega.
Neutronkiirgus on neutronite voog, mis eraldub tuumareaktorites või tuumapommi plahvatusel toimuva aatomituumade lõhustumise ahelreaktsiooni käigus. Võrreldes teiste ioniseerivate kiirgustega iseloomustab neutronkiirgust väga kõrge energia ja läbitungimisvõime. Kaitseks neutronkiirguse eest on kasutusel eeskätt efektiivselt neutroneid neelavad madala molekulmassiga ained, näiteks vesi ja parafiin.
Igal radionukliidil on oma keskmine eluiga, mida väljendatakse poolestusaja kaudu. Poolestusaeg on ajavahemik, mille kestel jõuab laguneda pool esialgsest radionukliidide arvust. Poolestusajad on väga erinevad, varieerudes sekundi tuhandikust miljardite aastateni. Ainele omast tuumade lagunemiskiirust nimetatakse selle aine aktiivsuseks. Aktiivsuse mõõtühikuks on bekrell (Bq), mis vastab ühele tuumalagunemisele sekundis.
Kiirguse toimet ainele mõõdetakse kiirgusdoosiga. Inimese kogu keha kiiritust väljendava doosi ehk efektiivdoosi mõõtühik on siivert (Sv), praktilistes doosiarvutustes on kasutusel mikro- ja millisiivertid.
Ioniseeriva kiirguse allikad
Kõik organismid saavad pidevalt teatud kiirgusdoosi ning see doos pärineb põhiliselt viiest allikast:
- Päikeselt ja avakosmosest kosmilisest kiirgusest (~10%);
- Maakoorest sisalduvatest looduslikest radionukliididest (~10%);
- Looduslike radioaktiivsete elementide lagunemisel tekkivast gaasilisest radoonist (~65%);
- Organismi koostisse kuuluvatest radioaktiivsetest elementidest (~13%);
- Tehislikest kiirgusallikatest (~2%).
Eesti elanike keskmine aastane kiirgusdoos on umbes 2,5 mSv.
Ioniseeriv kiirgus kahjustab elusaid rakke, tekitades seal ääretult reaktsioonivõimelisi vabu radikaale. Mida rohkem kiiritust inimkeha saab, seda enam kahjustuvad ka rakud. Ühekordse suure (500 mSv ja enam) kiiritusdoosi korral tekivad mõne päeva jooksul tervisekahjustused, mille tunnuseks on näiteks naha punetus, iiveldus, oksendamine. 3000 mSv suurune doos võib põhjustada pooltel inimestel surma mõne nädala jooksul. Väikesed doosid ei pruugi kohe kahjustusi tekitada, kuid need suurendavad kasvajate ja pärilike haiguste tekkimise tõenäosust.
Kiirgushädaolukord
Eestis on kõige tõenäolisemad ohu tekitajad:
- naaberriikides paiknevad tuumaelektrijaamad Loviisa Soomes, Sosnovõi Bor Venemaal ja Ignalina Leedus;
- radioaktiivsete jäätmete käitlemine;
- avarii radioaktiivseid aineid vedava veokiga;
- kiirgusallikaga töötamisel ohutusnõuete eiramine.
Keskkonna radioaktiivse saastumise korral võib inimene saada väliskiiritust õhus sisalduvatest või maapinnale sadenenud radionukliididest või sisekiiritust nendest radionukliididest, mis on sattunud kehasse hingamisel või saastunud toiduainete või vee kasutamisel.
Eestis toimuvatest kiirgusavariidest teavitab elanikkonda Päästeamet, kes on ka juhtiv asutus elanike kaitse organiseerimisel. Teistes riikides toimunud kiirgusavariide kohta saab hoiatavat informatsiooni eelkõige Kiirguskeskus, kelle ülesandeks on ka jälgida ööpäevaringselt atmosfääri radioaktiivsuse taset üle kogu Eesti ning ohu korral alarmeerida Päästeametit võimalike saastepilvede eest.
Kiirgushädaolukorral tuleb jälgida põhimõtteid:
- mida lühem on kiirituse aeg, seda väiksem on doos;
- mida kaugemal asuda kiirgusallikast, seda väiksem on doos;
- saadavat doosi vähendab igasugune varjestus;
- viibides radioaktiivselt saastunud alal tuleb kaitsta hingamisteid ja nahka;
- saastunud alal ei tohi süüa, juua ega suitsetada.
Leides kiirgusohtliku märgisega eseme, tuleb sellest viivitamatult eemalduda ning teatada kas hädaabinumbrile 112 või Keskkonnainspektsiooni valvetelefonile 1313. Leiust tuleks teatada ka juhul, kui märgist pole näha, aga on kahtlus, et tegu võib olla kiirgusallikaga.
Kiirgusohutuse põhiprintsiibid
Kiirgusseadus § 4 kohaselt on kiirgustegevus mis tahes tegevus, mis suurendab või võib suurendada inimese kiiritust tehislikest või looduslikest kiirgusallikatest. Kiirgustegevus on muu hulgas:
- radioaktiivse aine tootmine, töötlemine, kasutamine, omamine, hoidmine, ladustamine, vedu, sealhulgas sisse- ja väljavedu, ning vahe- ja lõppladustamine;
- ioniseerivat kiirgust emiteeriva ja suurema kui 5-kilovoldise potentsiaalide vahe juures töötava elektriseadme kasutamine;
- tuumakäitise käitamine.
Kiirgusseaduse §-de 21-23 kohaselt on kiirgusohutuse põhimõtted järgmised:
- Kavandatavat kiirgustegevust tuleb põhjendada, tõendades, et see on kiirgustegevuse põhjustatava võimaliku tervisekahjustuse suhtes majanduslike, sotsiaalsete või muude hüvede poolest parim.
- Iga kiiritus tuleb hoida nii väikesena kui majandus- ja sotsiaaltegureid mõistlikult arvesse võttes on võimalik.
- Kiiritusel saadavate dooside summa ei tohi ületada käesoleva seaduse alusel kehtestatud piirmäärasid. Seda nõuet ei kohaldata meditsiinikiirituse ja avariikutsekiirituse suhtes.
ALARA printsiip – ioniseeriva kiirguse tasemed tuleb hoida nii madalal kui see on mõistlike kulutustega saavutatav, kahjustamata inimeste elu ja tervist ning ümbritsevat keskkonda.
Radioaktiivsete jäätmete käitlemise printsiibid
Rahvusvahelise Aatomienergia Agentuuri (IAEA – International Atomic Energy Agency) dokumendi „The Principles of Radioactive Waste Management“, Safety Series No 111-F, IAEA, Vienna, 1995 kohaselt on radioaktiivsete jäätmete käitlemise printsiibid järgmised:
- Inimese tervise kaitse. Radioaktiivseid jäätmeid käideldakse viisil, mis tagab inimese tervise kaitse vastuvõetaval tasemel.
- Keskkonnakaitse. Radioaktiivseid jäätmeid käideldakse viisil, mis kannab hoolt keskkonnakaitse eest vastuvõetaval tasemel.
- Piiriülene kaitse. Radioaktiivseid jäätmeid käideldakse viisil, mis tagab võimalike piiriüleste mõjude arvessevõtmise ka naaberriikide inimeste tervisele ja keskkonnale.
- Tulevaste põlvkondade kaitse. Radioaktiivseid jäätmeid käideldakse viisil, et ennustatavad mõjud tulevaste põlvkondade tervisele ei oleks suuremad kui tänapäevased vastuvõetavad tasemed.
- Koormus tulevastele põlvkondadele. Radioaktiivseid jäätmeid käideldakse viisil, mis ei põhjusta üleliigset koormust tulevastele põlvkondadele.
- Riigi seadusandlus. Radioaktiivseid jäätmeid käideldakse vastavalt seadusandlusega sätestatule. Seadusandlus peab muuhulgas tagama ka selge vastutusalade jaotuse ja sõltumatute regulatiivsete ametikohustuste nõuded.
- Kontroll radioaktiivsete jäätmete tekitamise üle. Radioaktiivsete jäätmete tekitamist hoitakse nii väiksena kui see on teostatav.
- Radioaktiivsete jäätmete tekitamise ja käitlemise vastastikune sõltuvus. Arvestada tuleb kõiki vastastikkuseid sõltuvusi radioaktiivsete jäätmete tekitamise ja käitlemise kõikide etappide vahel.
- Rajatiste ohutus. Radioaktiivsete jäätmete käitlemisrajatiste ohutus tagatakse kogu nende kasutusaja kestel.
