Nu 64 år sedan Windscale och Mayak, 35 år sedan Tjernobyl, 10 år sedan Fukushima – kort om historiens värsta kärntekniska olyckor och deras hälsokonsekvenser

Det kan knappast ha undgått någon som läser dagstidningar att det i år är 10 år sedan en jordbävnings- och tsunamikatastrof drabbade Japan (11 mars 2011) och bl a förstörde kärnkraftsstationen Fukushima Daiichi, med härdsmältor och radioaktiva utsläpp som följd. (Ett flertal andra kärnkraftsstationer längs Japans östkust klarade däremot krisen). Många av våra följare minns säkert också att världens hittills största kärnkraftsolycka, Tjernobyl, inträffade för 35 år sedan (26 april 1986). Sju år dessförinnan, 28 mars 1979, skedde olyckan i Harrisburg, och ytterligare 22 år tidigare inträffade två större olyckor: Kyshtym/Mayak/Ozyorsk (29 september 1957) samt Windscale (10 oktober 1957).

Kyshtym-olyckan i den plutoniumproducerande upparbetningsanläggningen Mayak orsakades av att kylningen av cisterner med radioaktivt avfall upphörde att fungera och inte ersattes. Värmeutvecklingen till följd av radioaktivt sönderfall i avfallet ledde till en kemisk explosion som spred 74 PBq över ett 300 km * 50 km stort område. Olyckan, som länge hemlighölls av sovjetiska myndigheter, har sedermera klassats som INES 6 (det näst högsta steget på INES-skalan och därmed den tredje värsta olyckan någonsin i termer av antal evakuerade (10 000) och det näst största utsläppet någonsin. Vi har tidigare kommenterat olyckan i en notis. Mer information finns i en artikel av A Akleyev m fl.

Windscale-olyckan (INES-5) i den likaledes plutoniumproducerande kärnreaktorn Windscale Pile 1 bestod i en brand i det stora grafitblock som utgjorde moderator. Branden orsakade utsläpp av radioaktivt material i Storbritannien och Europa, främst 740 TBq I-131 men även t ex Po-210. Detta var den första olyckan i väst med nämnvärda omgivningskonsekvenser, och under det att den inte ledde till direkt evakueringar fick den stor betydelse genom att livsmedels- och betesrestriktioner utvecklades och tillämpades och numera ingår i all beredskapsplanering för kärntekniska olyckor. Vi berörde flyktigt denna olycka i notisen om Kyshtym. Mer information om olyckans medicinska konsekvenser ges av S Jones.

Harrisburg-olyckan var den första betydande civila kärnkraftsolyckan. En ventil som hängde sig ledde till förlust av kylvatten, och då personalen initialt misstolkade situationen och hindrade den automatiska nödkylningen utvecklades en partiell härdsmälta. På arbetsplatsen var det naturligtvis en stor olycka med svår kontaminering av byggnaden, men utsläppen till omgivningen var små (560 GBq radioaktiv jod) och inga mätbara medicinska effekter har kunnat påvisas. Olyckan har dock klassats som INES-5, samma som den ur hälsosynpunkt betydligt värre Windscale-olyckan, vilket enligt vår uppfattning visar att den endimensionella INES-skalan inte ger en särskilt god bild av olyckors svårighetsgrad. Vi berörde denna olycka bl a i en notis 2018. En artikel med närmare information om de medicinska konsekvenserna har skrivits av Y Han m fl.

Tjernobyl-olyckan (INES-7) i reaktor 4 i Tjernobyl-stationen orsakades av att ett planerat test av en säkerhetsfunktion utfördes med fel förutsättningar och på fel sätt vilket ledde till en okontrollerad kärnreaktion som orsakade en ångexplosion som lyfte reaktorlocket och följdes av en brand i reaktorn. Detta ledde till stora utsläpp,  ca 1760 PBq I-131 och ca 80 PBq Cs-137, och kontaminering av ca 200 000 km2 mark varav hälften ”svårt” kontaminerad. Några tiotal dödsfall i akut strålsjuka (acute radiation syndrome)  noterades, och olyckan bedöms enligt FN-organisationen UNSCEAR ha orsakat minst 4000 cancerdödsfall. Det har dock varit svårt att epidemiologiskt i efterförloppet kunna påvisa en ökning av inträffade cancerfall. Undantaget är en säkerställd ökad incidens av tyroideacancer hos barn som bodde i närområdet och som drack mjölk kontaminerad med radioaktivt jod från kärnkraftshaveriet. Eftersom de sovjetiska myndigheterna först försökte dölja olyckan så kände varken barnen, deras föräldrar eller allmänheten till att mjölken var kontaminerad. KcRN har tidigare publicerat flera notiser om Tjernobyl, se t ex här, här och här. Innan KcRN hade skapats formellt tog KcRN:s föregångare också fram en s k KAMEDO-rapport om olyckan. Utförlig information om olyckan finns hos IAEA, och de medicinska konsekvenserna är väl redovisade av UNSCEAR.

ukushima-olyckan slutligen orsakades av att tsunamin översvämmade kärnkraftsstationen, där reaktor 1-3 snabbstoppats av jordskalvet och reaktor 4 var avställd för revision, och slog ut reservkraftdieslarna för reaktor 1-5 vilka behövdes för kylvattenpumpning. Reservdieseln för reaktor 6 förblev oskadd och kunde förse de avställda reaktorerna 5 och 6 med kylvatten. Successiva vätgasexplosioner i reaktor 1-4 ledde till radioaktiva utsläpp (130 PBq I-131, 35 PBq Cs-137) och evakuering av 160 000 personer i området runt Fukushima. KcRN har publicerat ett flertal notiser om Fukushima, varit medförfattare i en rapport i Socialstyrelsens KAMEDO-serie. samt även medverkat (som kapitelansvariga för strålskyddsfrågot) i IAEAs omfattande Fukushima Daiichi Accident report. En aktuell kort översikt av olycksförloppet och åtgärder som vidtagits ges av Energiforsk. OECD:s kärnenergibyrå har tagit fram en mer omfattande men ändå lättillgänglig rapport. En rykande färsk rapport från UNSCEAR behandlar de medicinska effekterna och bekräftar den tidigare bedömningen att inga akuta dödsfall orsakats av strålning samt att inga påvisbara (discernible) sena effekter är att vänta. Den ökning av antalet detekterade tumörförändringar i sköldkörteln hos barn som har rapporterats i närområdet i Japan åren efter olyckan kan enligt UNSCEAR helt förklaras av en kraftigt ökad screening med bl a frekventa ultraljudsundersökningar, och inte av en reell cancerincidensökning. Ett tänkvärt uttalande av ICRP påminner oss om att Fukushima ändå var en allvarlig och tragisk händelse som kommer att ge lärdomar länge än. Vi rekommenderar också gärna till läsning en tänkvärd artikel/editorial av Richard Wakeford i senaste numret av J Radiological Protection.

Vi tar också tillfället i akt att här informera om ett webinarium via Microsoft Teams om Tjernobyl och Fukushima som Nordiska Sällskapet för Strålskydd anordnar i samarbete med Kgl Vetenskapsakademiens Nationalkommitté för strålskyddsforskning och Swe-Rays (Swedish Radiation Research Association for young scientists). Webinariet äger rum måndag 26 april kl 10-12 och ska belysa vad som hände i Tjernobyl (Robert Finck), i Fukushima (Imre Pazsit) och skillnader och likheter mellan händelserna (Sören Mattsson). Click here to join the meeting

Vår bedömning: De refererade artiklarna ger en god sammanfattande och tankeväckande inblick i hur strålningsolyckor inträffar och deras konsekvenser. En viktig lärdom som först på senare år har fått full uppmärksamhet är att alla strålskyddsåtgärder som vidtas måste vara berättigade, även de som säkert minskar stråldoser – men ibland kan medföra andra påtagliga, ibland livshotande hälsoproblem. En annan viktig iakttagelse är att långsiktiga psykosociala effekter och sjukdomsbelastningar kan utgöra mycket allvarliga hälsokonsekvenser av en strålningsolycka.

Kyshtym-olyckan – 60 år har gått

År 1957 på hösten skedde två stora olyckor vid radionukleära anläggningar; en i Kyshtym i forna Sovjet och en i Windscale i Storbritannien. Omfattande kontaminering av den omgivande miljön följde. Bägge olyckorna inträffade således för snart 61 år sedan och i Journal of Radiological Protection publicerades nyligen dels en uppdaterad analys av konsekvenserna av Kyshtym-olyckan (Akleyev et al.), dels en kommentar/reflektion från chefredaktören (Wakeford) över bägge olyckorna.

Olyckan i Kyshtym skedde i Mayak nuclear complex i Södra Uralbergen i Ryssland den 29:e september 1957 genom överhettning av en tank för radioaktivt avfall. Detta ledde till en kemisk explosion med spridning av radioaktivt avfall (ca 74 PBq) och kontaminering med radioaktiva ämnen nordöst om anläggningen över ett 300 km långt och 50 km brett område (benämns ofta East Urals Radioactive Trace (EURT) för vilken den officiella gränsen utgörs av kontaminering med minst 2 Ci/km2, d v s 74 GBq/km2). Olyckan har klassats som en INES 6. Tjugotvå bosättningar låg inom EURT och sammanlagt mer än 10 000 personer fick evakueras under de första 2 åren efter olyckan; 2280 personer inom de första 250 dagarna efter olyckan pga deposition av >4 Ci/km2 av 90Sr och höga nivåer av kontaminerad föda.

Initialt utgjordes risken framför allt av markstrålning från i huvudsak 144Ce + 144Pr och 95Zr + 95Nb (1154 personer som evakuerades inom 2v från tre närbelägna byar; husen destruerades) och därefter följde risk för intag av 90Sr via födan. Dosgräns för 90St sattes till 52 kBq/person men kvalitetskontrollen var svår och intaget via födan av radionukliden kom därför att överstiga tillåtna gränser för invånare i vissa bosättningar. För invånarna i de icke-evakuerade områdena vidtogs åtgärder såsom dekontaminering av jorden genom plogning, införande av stora gårdar, begränsning av mjölkproduktionen och förbud mot grönsaks- och spannmålsodling för att minska intag av radionuklider.

I artikeln beskrivs även dosrekonstruktion av såväl interna som externa doser för 21 427 enskilda individer. Dosackumulering beräknades endast för de första två åren efter olyckan. För att beräkna absorberad dos till organ och vävnader utifrån mängd av intag av andra nukleider än strontium användes biokinetiska modeller från ICRP Publication 67 och för motsvarande beräkning för 90Sr användes en speciell ålders- och könsanpassad biokinetisk modell. Dos till magsäck användes för analys av solida cancrar som grupp. Dos till benmärg dominerades av 90Sr (bensökande, >97%) medan dos till övriga organ var betydligt lägre och dominerades av 144Ce (60-70%). Medeldoserna för kohorten var låg (28 mGy för magsäck, 78 mGy för benmärg) och noterade maxdoser för magsäck uppgick till 0,6 Gy och till 1,9 Gy för benmärg.

Hälsoundersökningar med klinisk undersökning, EKG och blodprover för individer i de närmast belägna bosättningarna utfördes inom de första veckorna efter explosionen. Inga fall med akut strålsjuka noterades, men på gruppnivå noterades en nedgång i leukocyter, neutrofiler och trombocyter hos de exponerade jämfört med de icke-exponerade. Uppföljande undersökningar av individer i samma bosättningar utfördes 1-2 år efter olyckan. Man kunde då man inte notera någon kvarstående skillnad vad gäller blodstatus (medelvärden för exponerade resp oexponerade), men det ökade antalet personer med höga leukocyt- och trombocyttal i den exponerade gruppen vittnade om en ”hematologisk återhämtningsfas” för dessa individer. Efter 28 års uppföljning efter olyckan kunde man inte notera någon hälsopåverkan på individer i bosättningar som utsatts för de högsta doserna. Man gjorde även subanalyser på barn (952 individer under 14 år; de flesta mellan 5 och 9 år) och noterade ökad förekomst av infektionssjukdomar hos de med högst exponering.

I en sådan här kohort är naturligtvis analys av cancerrisk av högt intresse. Vid den första analysen av cancermortalitet som undersökte de första 30 åren efter olyckan, kunde man inte notera en statistiskt säkerställd dosberoende risk för död i solida cancrar eller notera någon ökad risk för död i leukemi. Ytterligare en analys, utförd 50 år efter olyckan, när 37% av medlemmarna i kohorten hade avlidit (för 89% av dessa fanns dödscertifikat), klargjorde att de vanligaste dödsorsakerna utgjordes av kardiovaskulära sjukdomar (51%) och cancer (16%) (ffa lungcancer och gastrointestinal cancer). År 2011-12 utfördes individuella dosberäkningar och dos-riskberäkningar. Excess relative risk (ERR) för död i solida cancrar beräknades då till 0,057/100 mGy respektive 0,067/100 mGy för en 5- respektive 10-års latensperiod. Över denna 50-åriga uppföljningsperiod uppskattades att 26 fall av död i cancer (2,5%) kunde associeras med strålexponering. (Man har även tittat på cancerincidens i relation till dos i kohorten).

I den andra artikeln (Wakeford) beskrivs även Windscaleolyckan som skedde samma år i Storbritannien och vid vilken bl a 210Po och 131I släpptes ut. Olyckan klassades som nivå 5 på INES-skalan och vi har tidigare vid två tillfällen rapporterat om COMARE-rapporten som bland annat rör denna olycka.

Vår kommentar:

Dessa två artiklar är båda mycket läsvärda. Akleyev et al ger en gedigen och grundlig bild av de medicinska konsekvenserna av Kyshtym-olyckan. Dosestimeringen som utförts på individnivå visar också på att de absorberade doserna (tack vare vidtagna åtgärder?) varit låga, endast 6% av kohorten fick doser >100mSv. Man kan dock se att det finns osäkerheter i exv diagnostisering av cancersjukdom samt dosestimeringen Författarna påpekar också själva att det finns osäkerheter i estimeringen av individuella doser, till exempel osäkerhet av sammansättningen av radionuklider, variation av deposition i olika byar samt individuella skillnader i intag, biokinetik etc. Kvaliteten på kontrollkohorter är alltid ett problem, inte minst i dåvarande Sovjetunionen med osäker och ofullständig hälsostatistik, men man torde åtminstone kunna vara säker på att Akleyev och medarbetare haft tillgång till den bästa statistik som stått till buds.

Wakeford påpekar sist i sin artikel att trots dessa olyckor som skedde i en tidig era av kärnindustrin har vi inte kunnat förhindra olyckor såsom Tjernobyl och Fukushima, och att det är av största vikt att lära av dessa sällanhändelser för att medvetandegöra vikten av säkerhet.