1. Home
2. Artikels
3. Radioactiviteit infofiche.

Artikels

Radioactiviteit infofiche.

Radiopathie,

ook genaamd: stralingsziekte, mal des rayons, syndrome aigu d’irradiation, zijn aandoeningen veroorzaakt door radioactieve straling.

Er zijn twee manieren om bestraald te geraken: de externe bestraling, meestal van beperkte duur, door een stralingsbron buiten het lichaam. Kernontploffingen, accidenten in kerncentrales, radioactieve omgeving, voorwerpen, bodem kunnen dit veroorzaken.

De afstand tot de stralingsbron speelt hierbij een grote rol: de intensiteit neemt af met het kwadraat van de afstand. Daarenboven hebben α en β radioactiviteit een zeer beperkte penetratie in de lucht en geven ze hun energie zeer vlug vrij. Enkel de ϒ straling is penetrerend.

Bij dieren is deze vorm van bestraling marginaal, behalve wanneer deze grazen op besmette weiden.

Dertig jaar na Tschernobyl zijn weiden in de Alpen nog steeds radioactief door besmetting met Cesium 137. De radioactiviteit is daar hoger dan de normale waarden, en langdurig verblijf kan nadelig zijn voor de gezondheid.

Interne straling daarentegen wordt veroorzaakt door opname van radioactief materiaal via de voedselketen, water of inhalatie. Bij dieren is interne straling door opname van radio-elementen belangrijker dan externe straling: dieren werken niet in atoomcentrales, vervoeren geen radioactieve stoffen, plegen geen diefstal van radionucliden…

De kans dat een dierenarts geroepen wordt om in te grijpen ingeval van een radiologisch incident is klein: daarvoor zijn gespecialiseerde diensten zoals het FANC, civiele bescherming, defensie en de operatoren actief in nucleaire activiteiten zelf de aangewezen interveniënten.

Maar in de huidige periode komen verschillende atoomcentrales in hun leeftijdslimiet: de voorziene veertig jaren. De centrales vertonen slijtage, moeten ontmanteld worden (in België en verdere landen) en het risico op accidenten ligt heden hoog. Daarenboven spreekt men om hun leeftijdslimiet op te trekken tot 60 jaar.

Dierenartsen dienen daarom minstens goed geïnformeerd zijn en alert te zijn om hun verantwoordelijkheden als onderdeel van de Diergeneeskundige dienst te kunnen opnemen. Iedere centrale produceert jaarlijks ruim 200 m³ radioactieve afval: waakzaamheid is geboden.

Grasland en melkproductie zijn onder de meest prominente indicatoren. De oudere centrales zijn niet voorzien —zoals de nieuwste centrale in Flamanville (Frankrijk)— voor recuperatie van afvloei van accidentele fusie van reactoren, en daarom is verspreiding van radioactief materiaal in de buitenwereld niet uitgesloten.

Oorzaken van bestraling in de huidige context.

▪ Bronnen van externe straling.

De natuurlijke radioactiviteit zorgt voor ongeveer 2 – 3 mSv/jaar (mSv: millisievert: zie verder) Een radiografie van de longen, buik, poot levert 0,1 mSv af aan de patiënt, veel minder aan de radioloog of de dierenarts, en is verwaarloosbaar voor de omgeving.

Vliegtuigreizen stellen bloot aan meer kosmische straling dan op de begane vloer (ongeveer 10 µSv per uur). Een atoomcentrale buiten accidenten levert een kleine bijdrage van 0,002 mSv/jaar aan de omgeving. Accidenten gebeuren soms door blootstelling aan isotopen gebruikt in radiotherapie of radiodiagnostiek, normaal gezien door menselijke fouten, verstrooidheid, niet eerbiedigen van veiligheidsvoorschriften.

Dezelfde omstandigheden hebben een impact in de industrie waar voedingswaar wettelijk mogen bestraald worden om sterilisatie te bekomen (voorbeeld kruiden). Industriële radiografie gebruikt ook isotopen.

Sinds het uiteenvallen van het Oostblok moeten we rekening houden met diefstal of verlies van radioactief materiaal en radioactieve afval: deels door onwetendheid, deels omwille van terrorisme en vervaardigen van wapens. In atoomcentrales komt het door verwaarlozen van veiligheidsinstructies, accidenteel overschrijden van de kritische massa, maar ook door confidentialiteit, communicatiegebrek met veiligheidsorganismen, omdat de belangen van electriciteitsproducenten haaks tegenover de belangen van de bevolking kunnen staan. Communicatie is ook waarschijnlijk gebrekkig bij nucleaire accidenten met atoomonderzeeboten.

Last but not least vermelden we de klassieke atoomontploffing en het bezit van kernwapens door sommige mogendheden als Noord Korea.

Externe bronnen geven meestal massale toediening. Deze veroorzaakt grotere schade omdat chronische of gefractionneerde toediening continue cellulaire herstelling mogelijk maakt.

▪ interne straling: heeft in de huidige contekst veel ergere gevolgen omdat na opname de radio-elementen blijvend bestralen. Interne staling of radioactieve contaminatie gebeurt door neerslag op levende wezens of door orale opname of inhalatie. Bij externe neerslag is radioactiviteit mogelijks te elimineren door maatregelen van decontaminatie. Bij ingestie of inhalatie ligt dit moeilijker. Er bestaat wel excretie langs natuurlijke wegen. Mensen of dieren die gecontamineerd zijn vertegenwoordigen tevens een bron van radioactiviteit voor anderen, meer specifiek wanneer de dieren in de voedselketen terechtkomen. Melk is een belangrijke vector van radioactiviteit: in de melk komt radioactief iodium terecht: dit zet zich vast in de thyroïde: De oorsprong van dit iodium is de fallout na atoomontploffing en accidenten in atoomcentrales met besmetting van de atmosfeer, bodem, oppervlaktewaters en de voedselketen. Tot slot vermelden we terloops dat tabak radioactief is door aanwezigheid van Po210 en Pb210. ^(2)(3)(4)

‘Rn’: radon: radon is een radioactief gas dat in de natuurlijke omgeving kan gevonden worden. vooral belangrijk bij mijnwerkers; infiltreert soms de lucht in de woningen (slecht verluchte kelders). PATH: na inhalatie zou Rn kankerverwekkend zijn voor de longen. 10% van de longkankers zouden aan Rn te wijten zijn. Rn zou de tweede belangrijkste oorzaak van longkanker kunnen zijn.

ziekteverschijnselen

pathogenese

Herinnering: radioactiviteit:
Radioactiviteit ontstaat omdat onstabiele atomen hun structuur herinrichten om aan stabiliteit te winnen: hierdoor worden fragmenten of energie afgestoten. We onderscheiden de α straling die bestaat uit helium atomen; deze atomen zijn neutraal van lading, zeer massief, maar worden op zeer korte afstand afgeremd: een vel papier is voldoende. De β straling bestaat uit negatief geladen electronen die uitgestoten worden door neutronen die tot protonen omgezet worden, ofwel uit positief geladen positronen die afgestoten worden door protonen die aldus tot neutronen omgezet worden. Deze straling heeft een betere penetratie, de partikels zijn licht en worden tegengehouden door een aluminiumplaat. De ϒ straling bestaat uit energierijke electromagnetische golven en wordt uitgestoten door atomen die naar een lager energieniveau relaxeren. Deze golven zijn energierijk en zeer penetrerend.

Destructief proces onder invloed van straling: Door straling worden molecules uiteen geslagen en gereduceerd tot ionen, positief of negatief geladen. De straling wordt hierdoor ook “ioniserende straling” genoemd. Bijkomend ontstaat vrijkomen van energie. Beide processen zijn verantwoordelijk voor weefselbeschadiging. DNA is de gevoeligste molecule in de cellen, en haar beschadiging heeft ook de meest ingrijpende ongunstige effecten. Wanneer de bestraling niet massaal is, maar wel gespreid in de tijd, bestaan mechanismen van reparatie en herstel van deze molecules. DNA heeft implicaties in de celdeling. Daarom zijn snel vermenigvuldigende weefsels ook meest gevoelig: beendermerg, lymphoid weefsel, epitheel, gonaden, maagdarmmucosa. Minder gevoelig zijn serosa, fibreus weefsel, been, spieren, circulerend bloed. Naast destructie van weefsels is secundaire infectie meestal de doodsoorzaak bij subacute bestraling. Het zenuwstelsel is het minst gevoelige weefsel.

Bij inwendige contaminatie door radionucliden, en dit in tegenstelling met externe bestraling moet men ook rekening houden met de chemische toxiciteit van deze elementen: uranium, plutonium hebben ook een chemische toxiciteit. De radioactieve isotopen fixeren prefenrentieel in bepaalde weefsels zoals skelet, thyroïde.

Naargelang de opgenomen dosis heeft men een waaier van pathologiën.
Volgende ziektesymptomen zijn mogelijk. Best bestudeerd is de humane reactie op bestraling, althans voor externe bestraling die relatief zeldzaam is bij dieren. Volgende gegevens betreffen de mens; de dosissen zijn uitgedrukt in Gray (Gy) (zie verder)

• 20-50 Gy en meer: cerebrovasculaire vorm: nausea, braken, diarrhee, hoofdpijn, delirium, ataxia, coma, convulsies, onvermijdelijk sterfte.
• > 8 Gy: prodromale fase: nausea, braken, hoofdpijn, asthenia, erytheem, anorexia. Gevolgd door een latente periode van een week, gevolgd door een gastrointestinale vorm: nausea, braken, maagdarmbloeding, diarrhea, deshydratatie, koorts, erytheem, depressie, onvermijdelijke sterfte.
• 6-10 Gy: een prodromale fase zoals hoger beschreven, gevolgd door een latentie van twee weken tot een maand, gevolgd door een pulmonaire vorm: hoest, dyspnea, koorts, thoraxpijn, mogelijke sterfte.
• 4-7 Gy: weerom een prodromale fase, gevolgd door een latentie periode van een week, gevolgd door een cutaan syndroom: aantasten van de basaallaag van de huid, erytheem, alopecia, desquamatie, necrose, ulcera, mogelijk sterfte.
• > 2 Gy: lymphopenie, leucopenie, anemia.
• > 1 Gy: allerhande symptomen, 5% risico voor neoplasie.
• 1-10 Gy: een prodromale fase, gevolgd door een latentie periode van een week, gevolgd door een hematopoïetisch syndroom: asthenia, anorexia, koorts, bloedingen, onderdrukken van de hematopiëse, soms volledige destructie van het beenmerg secundaire infecties door leucopenia; mogelijke sterfte.
• Lagere dosissen tot zeer lage dosissen: abnormale morbiditeit, frequentie van neoplasie, leucemia, teratologische afwijkingen, steriliteit, catarract, en vooral juridische discussies over het al dan niet impliceren van radiocativiteit
• Externe straling door blootstelling aan een atoom ontploffing. De ontvangen straling bestaat uit β en ϒ stralen met een groot penetratievermogen. Er kan hyperacuut sterfte ontstaan in enkele uren. Subacute gevallen vertonen hypotensie, braken gevolgd door een tijdelijke remissie. Nadien volgt leucopenia, thrombocytopenie, verhoogde capillair permeabiliteit, anemia, allerlei bloedingen, secundaire infectie, sepsis, stomatitis, enteritis. Indien er geen sterfte volgt ontstaat haaruitval na enkele weken, steriliteit, kanker, mutaties, leucemia. (nb: het vlees van dieren die exclusief extern bestraald werden blijft bruikbaar).
• interne straling (veroorzaakt door de fallout en opname, inhalatie van radioactief materiaal: het betreft hier isotopen met lange halveringstijd zoals Sr90 en Cs137. De ziekteverschijnselen bestaan uit: radiodermitis, radioleucemia, kanker, asthenia, diarrhea, vomitus, hyperthermia, dyspnea, hypotensie,…

Welke zijn de diagnosemiddelen?

• Straling wordt gemeten in Sievert, Sv. Deze eenheid heeft dezelfde definitie als de Gray, Gy, maar de waarde wordt gecorrigeerd rekening houdend met biologische factoren bij de mens. De Gy daarentegen houdt daar geen rekening mee. 1 Sv = 1 Gy = 1 joule / kg. De Joule is de arbeid geleverd door een Newton op een massa van 1kg over 1 meter verplaatst. De Newton is de energie die 1kg massa een versnelling geeft van 1m/seconde per seconde. Samengevat 1 Sv = 1 Gy = m2.s-2. Deze eenheden van dosimetrie geven de energie aan die opgenomen wordt door een massaeenheid (1kg).
• De aard van de straling heeft een invloed op het biologisch effect: dit wordt weergegeven door de W_R waarde van elk type straling
  • gamma stralen, X stralen hebben een W_R waarde van 1
  • electronen, postronen hebben een W_R waarde van 1
  • neutronen hebben, naargelang de energie (in electron Volt) een waarde van 2,5 – 20
  • protonen hebben een W_R waarde van 5
  • alfa straling en atoomkernen hebben een W_R waarde van 20
• De aard van het bestraalde weefsel, ingeval van partiële bestraling, heeft invloed op het biologisch effect: dit wordt weergegeven door de W_T waarde
  • gonaden hebben een W_T waarde van 0,08
  • maag, dikdarm, beenmerg, long hebben een W_T waarde van 0,12
  • hersenen, slokdarm, lever, spier, pancreas, dundarm, milt, nier, melkklier, thyroïde, uterus, urineblaas hebben een W_T waarde van 0,05
  • huid, beenweefsel hebben een W_T waarde van 0,01
• In vergelijking met de mens zijn andere levende wezens anders, of veelal minder tot veel minder gevoelig (volgende waarden zijn schattingen, en evolueren naargelang de epidemiologische studies vorderen):
  • mens: N=1
  • virus, bacterie, protozoa: N= 0,03 – 0,0003
  • insecten: N= 0,1 – 0,002
  • mollusca: N= 0,06 – 0,006
  • planten: N= 2 – 0,02
  • vissen: N= 0,75 – 0,03
  • amphibia: N= 0,4 – 0,14
  • reptielen: N= 1 – 0,075
  • vogels: N= 0,6 – 0,15
• Het gebruik van Sv is aangewezen bij zwakke blootstelling; ingeval van massale bestraling is het noodzakelijk te werken met Gy (doses hoger dan 1 joule/kg). De dosis wordt gemeten in millisievert, microsievert: mSv en µSv. En de intensiteit van de straling wordt uitgedrukt in Sv, mSv en µSv per seconde, uur of jaar.
• Lymphocytopenie is rechtstreeks evenredig met de opgenomen dosis. Het bloed wordt genomen 12 uur na het incident. Een lymphocytose rond de 2000 mm³ stemt overeen met de blootstelling aan 1-5 Gy. Daalt de lymphocytose tot minder dan 1000 mm3 betekent dit dat de blootstelling hoger lag dan 10 Gy.
• Braken de mensen binnen de 4 uur na blootstelling, dan wijst dit op de opname van meer dan 3 Gy
• De metingen van radioactiviteit gebeurt door gebruik van de Geigerteller ⁽¹²⁾: deze metingen hebben hun beperkingen: zo kan met een geiger teller de radioactiviteit in voedingsmiddelen NIET gemeten worden bij zwakke contaminatie. Belangrijk is ook niet te verwarren tussen bestraalde voedingswaren (voor sterilisatiedoeleinden) en gecontamineerde voedingswaren. De Geigerteller detecteert ook niet de α deeltjes en β deeltjes met lage energie die een te laag penetratievermogen hebben.

Behandeling en prophyllactische maatregelen:

• Welke normen hanteert ICRP (international Commission on Radiological Protection) in normale situatie: ICRP adviseert een maximale jaarlijkse dosis van 1 mSv toegevoegd aan de natuurlijk aanwezige radioactiviteit (radioactive achtergrond). Voor personeel in kerncentra en in radiologie ligt de grens wat hoger: 20 mSv. Daarenboven weet men dat blootstelling aan minder dan 100 mSv geen verhoogd risico voor kanker vertegenwoordigd.
• Welke maatregelen kan men zelf na melding van een nucleaire ontploffing of accident in een atoomcentrale nemen? De hoofdgedachte is: schuilen voor mens en dier. Liefst binnenshuis blijven en openingen met de buitenwereld afsluiten, ventilatie afzetten. Tot nader order wordt aangeraden niet te eten of te drinken. Het is ook van vitaal belang om zich aan te sluiten aan informatiebronnen en media: radio, televisie, internet, telefoon, sms; smartphone. Langs deze kanalen worden belangrijke instructies medegedeeld. Waterbevoorrading is ook vitaal. Daarbij is het belangrijk te weten dat putwater weinig besmet is, aangezien Sr90 (strontium) in de bovenste 5cm van de aarde blijft. Groenten en fruit kunnen gedecontamineerd worden door wassen.
• Melk is echter een grote besmettingsbron, daar de koe gras opneemt en melk normaal zeer rijk is aan Sr. Nochtans wordt Sr90 gedeeltelijk afgestoten door verschillende barrières: de opname door de koe, passage in de melk, opname door de mens uit de melk. Gewassen met diepe wortels nemen weinig Sr90 op. Toedienen van Ca supplement aan koeien verminderd de Sr90 opname. Leguminosen nemen veel Sr op, door weren van klaver uit de weide (sterke N bemesting) nemen koeien minder Sr90 op.
• In risicozones rond atoomcentrales beschikt de bevolking over Kaliumiodide tabletten. Maar toediening van KI om de schildklier te verzadigen met niet radioactief iodium is enkel een preventieve maatregel, zo vlug mogelijk na alarm of verontrustende informatie.
• Bescherming van professionelen in besmette zones: wanneer doelbewust een besmette zone moet betreden worden, om professionele redenen, dus ook eventueel als dierenarts, dan moet de kledij minstens bestaan uit een T-shirt met lange mouwen, sokken, hoge schoenen, linnen werkkledij, een volledige haarbekleding (Charlotte), eventueel plastiek helm, katoenen handschoenen, stofmasker, overschoentjes. De verschillende onderdelen: handschoenen/mouwen, broek/schoenen worden met elkaar verbonden met plakband. Uitkleden gebeurt met dezelfde voorzorgen als voor aankleden bij chirurgie: vermijden van aanraken van de buitenkant van de kledij. Na volledig uitkleden wordt de kledij vernietigd of ingepakt. Er bestaat ook kant en klare volledige wegwerpkledij zoals het FAVV soms gebruikt ingeval van besmettelijke dierziekten.
• Decontaminatie: mensen en dieren moeten na aanraking met radioactieve stoffen, fallout, radioactieve regen, gedecontamineerd worden: eerst uitwendig met douche, detergentia, afzuigen, stofzuigen en andere mechanische reiniging.
• Inwendige contaminatie, dus na perorale, respiratoire of percutane opname kan gedeeltelijk vermeden door Pruisisch blauw, een ferrocyanaat: Fe7(CN)18(H2O)x (verkocht onder de naam van radiogardase). Per os wordt deze molecule niet opgenomen in de darm maar bindt, Cesium 137 en Thallium die met de feces uitgescheiden worden bij mens en dieren ⁽⁸⁾. Calcium diethylenetriamine intraveineus elimineert Plutonium 239 en americium. Propylthiouracyl elimineert Iodium 131. D penicillinamine elimineert Cobalt 60, iridium. Natriumalginaat (voedseladditief E401) (in apotheek verkocht onder de naam van Gaviscon: tegen maagzuur) peroraal toegediend is een chelator voor radium en andere zware metalen als lood, kwik en cadmium. Natuurlijke pectines (in appels, soja,…) en phytaten (bonen, erwten,…) kunnen ook radionuclide adsorberen. Andere stoffen hebben ook enige werking: calcium gluconaat, natrium bicarbonaat, ammonium chloride, antioxydantia, N-acetyl cysteïne.
• Symptomatische behandeling; behandeling van trauma’s.
• Bij destructie van het beenmerg is mergtransplantatie noodzakelijk; in andere gevallen is spontane regeneratie mogelijk.
• Bestrijden van secundaire infectie, hospitalisatie in steriel milieu ingeval van hematopoïetisch syndroom.

NOTA: enkele eenheden

• Bequerel, Bq: aantal atoomdesintegraties per seconde
• Curie, Ci: 1 Ci = 37 G Bq
• roentgen R: 1R = 9 mGy
• Rad rd: 1 Gy = 100 rd
• rontgen equivalent man: rem: 1rem = 10 mSv

Federaal voedselagentschap en radioactiviteit: Officiële controles en monitoring in België.

• Radioactiviteit in diervoeders en voedingsmiddelen is een gedeelde competentie met het FANC: federaal agentschap voor nucleaire controle. Na de incidenten in Tschernobyl en Fukushima werden controles uitgevoerd bij invoer uit Japan. In 2014 werden 221 stalen en in 2015 182 stalen onderzocht, alle stalen waren conform. (Omzendbrief PCCB/S3/EM/678219 van 18/7/2014). Het laboratorium SGS is geaccrediteerd voor analyses van radionucliden in voeders en voedsel. Er werden geen verslagen gevonden van permanente monitoring van voedsel, voeders en melk in de jaarverslagen van het FAVV buiten het kader van de catastrofes van Tschernobyl en Fukushima.
  De FANC beschikt over telerad meetstations over heel het land. De meest frequente alarmen worden veroorzaakt door hevige regenval en (toegelaten) lozingen door kerncentra. Aanvullend worden ook metingen uitgevoerd op drinkwater, gras, grond, melk,voedingswaren. ⁽⁹⁾ Dierenartsen zijn actueel enkel door hun gebruik van rontgenapparatuur, radiotherapie en nucleaire geneeskunde reglementair gebonden ⁽¹¹⁾. De Europese commissie regelt de problematiek rond nucleaire accidenten (Fukushima) wel op een nonchalante manier: richtlijn 297/2011: de norm voor melkproducten, initieel 370 becquerel/ kg wordt 1000 becquerel per kg (en klaar is kees). ⁽¹⁴⁾

Literatuur

⁽¹⁾  2007 Recommendations of ICRP (international commission for radiological protection)

⁽²⁾  Monique E. Muggli, Jon O. Ebbert, Channing Robertson, et Richard D. Hurt. American Journal of Public Health

⁽³⁾  Le secret du polonium 210 dans la fumée de cigarette [archive], Le Figaro, 27 août 2008

⁽⁴⁾  Du polonium 210 dans les cigarettes : les industriels savaient [archive], Le Nouvel Observateur, 28 août 2008

⁽⁵⁾  Sheppard, S. C.; Long, J. M.; Sanipelli, B. Verification of radionuclide transfer factors to domestic-animal food products, using indigenous elements and with emphasis on iodine. Journal of Environmental Radioactivity, 2010, 101, 11, pp 895-901

⁽⁶⁾  Pöschl, M.; Baláš, J. The in vivo measurement of radiocaesium activity in broiler chickens.Journal of Environmental Radioactivity, 2000, 48, 3, pp 371-379

⁽⁷⁾  Sato, I.; Sasaki, J.; Satoh, H.; Deguchi, Y.; Otani, K.; Okada, K. Distribution of radioactive cesium and its seasonal variations in cattle living in the "difficult-to-return zone" of the Fukushima nuclear accident. Animal Science Journal, 2016, 87, 4, pp 607-611

⁽⁸⁾  Giese W. Ammonium-ferric-cyano-ferrate(II) (AFCF) as an effective antidote against radiocaesium burdens in domestic animals and animal derived foods. Br Vet J 1988; 144: 363–369.

⁽⁹⁾  http://fanc.fgov.be/nl/page/radioactivite-qu-en-est-il-en-belgique/176.aspx

⁽¹⁰⁾  http://fanc.fgov.be/nl/page/homepage-federaal-agentschap-voor-nucleaire-controle-fanc/1.aspx

⁽¹¹⁾  http://fanc.fgov.be/nl/page/dierenartsen/1158.aspx?LG=2

⁽¹²⁾  http://www.criirad.org/laboratoire/radiametres/compteur-geiger.html

⁽¹³⁾ 

⁽¹⁴⁾  http://archives-lepost.huffingtonpost.fr/article/2011/04/10/2461619 comment-l-union-europeenne-a-profite-de-l-accident-nucleaire-de-fukushima-pour-nous-empoisonner-un-peu-plus.html