Radionuklider på partiklar i luft

Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI) har sedan 1957 drivit luftfilterstationer på olika platser i Sverige. I dag driver FOI, på uppdrag av Strålsäkerhetsmyndigheten, sex stationer (Kiruna, Umeå, Gävle, Stockholm, Visby och Ljungbyhed). Syftet är att upptäcka och följa luftutsläpp av radionuklider som når Sverige samt att uppskatta den möjliga stråldosen från ett passerande utsläppsmoln.

Luftfilterstationer kan mäta mycket låga nivåer

En global spridning av aktivitet från atmosfäriska kärnvapenexplosioner och från olyckor, som den i Tjernobyl 1986 och olyckan i Fukushima 2011, avspeglas tydligt i luftfilterproverna. Små lokala utsläpp kan också upptäckas, förutsatt att vindriktningen är sådan att luft från utsläppsplatsen når fram till provtagningsstationen.

I princip kan luftfilterstationerna upptäcka alla gammastrålande ämnen. Den nuklid som främst detekteras, förutom naturligt förekommande beryllium-7 (7Be) och natrium-22 (22Na), är cesium-137 (137Cs) med ursprung från atmosfäriska provsprängningarna och Tjernobylolyckan.

Andra nuklider detekteras ibland, främst sådana som härstammar från kärntekniska anläggningar utomlands men även nuklider från svenska sjukhus och kärntekniska anläggningar. En av de nuklider som förekommer oftast är jod-131 (131I), som ibland spåras i mycket låga nivåer. Den exakta källan brukar vara svår att fastställa, men är troligen användningen av 131I i sjukvården eller läckage från fabriker som tillverkar läkemedel med 131I.

Om nukliden förekommer ensam är det inte något tecken på en kärnkraftsolycka, eftersom det vid en olycka skulle ha förekommit andra radionuklider samtidigt.

Luftfilterstationer följer nivåer över tid

Den höga känsligheten på mätningarna gör att data även kan användas för mer långsiktiga miljöövervakningsändamål, det vill säga för att följa nivån av radionuklider på luftburna partiklar och för att se trender.

Långsiktig utveckling av 137Cs i luften

De olika källorna till cesium i luften framträder tydligt i tidsserien från Stockholm. Fram till 1986 var den dominerande källan 137Cs från atmosfäriska kärnvapensprängningar. Efter det tillfälliga provstoppet 1958 och efter sommaren 1963, då ett partiellt provstoppsavtal trädde i kraft, syns tydliga nedgångar i aktiviteten. Ett visst tillskott av 137Cs från atmosfäriska provsprängningar fortsatte dock, eftersom Frankrike och Kina inte skrev under avtalet. Frankrike avslutade de atmosfäriska proven på norra halvklotet 1966 och Kina år 1980.

År 1986 nåddes Sverige av utsläpp från Tjernobyl som varade i några veckor. Koncentrationen i luft var då under en kort tid betydligt högre än under provsprängningarnas tid. Efter 1986 är den dominerande källan till 137Cs i luften partiklar som virvlar upp från marken (resuspension). Efter Fukushimaolyckan 2011 kunde man också spåra 137Cs i luften under en tid, men halterna gick snabbt tillbaka till samma nivå som före olyckan.

Veckomedelvärden för aktivitetskoncentration av cesium-137 på partiklar i utomhusluft i Umeå. Observera att skalan är logaritmisk. Strålsäkerhetsmyndigheten
Veckomedelvärden för aktivitetskoncentration av cesium-137 på partiklar i utomhusluft i Stockholm. Observera att skalan är logaritmisk. Halterna efter Fukushimaolyckan var i Sverige ca en tusendel av de halter som uppmättes i Stockholm efter Tjernobylolyckan.

Vid alla stationer utom Umeå har halterna i luft nu i stort sett även gått tillbaka till samma nivåer som innan Tjernobylolyckan. I Umeå som ligger i en region som till stor del drabbades av ett för Sverige relativt högt nedfall är halterna i luften fortfarande förhöjda jämfört med innan Tjernobylolyckan. Medelvärdet för halten i luft på lång sikt efter Tjernobylolyckan är alltså till viss mån korrelerat till den totala depositionen eftersom halterna i luft nu till största delen är beroende av resuspension av 137Cs från marken. Faktorer som påverkar resuspensionen är bland annat jordart, markanvändning och hur stor del av året marken täcks av snö.

Däremot gäller inte det omvända sambandet mellan partiklar i luft och deposition vid ett tillfälligt utsläpp som efter Tjernobylolyckan. Till exempel var de maximala halterna 1986 betydligt lägre i Umeå än i Stockholm. Den totala depositionen på marken är istället starkt beroende på nederbördsmängden under perioden.

Halten av 137Cs på luftburna partiklar i utomhusluft som högsta
veckomedelvärden 1986 och medelvärde 1995 till 2004, samt totala depositionen
kommunvis 1986
  Högsta halter av 137Cs i luft 1986 (µBq m³) Total deposition kommunvis 1986 (kBq m²) Halter i luft, medelvärde 1995-2004 (µBq m³)
Station v.17 v.18 v.19    
Ljungbyhed 88 600 - - 2,1 0,9
Göteborg - 202 000 3 200 2,3 0,8a
Stockholm 53 900 258 000 62 400 1,9 1,1
Umeå 8 16 350 16 000 18,7 6,4
Kiruna 7 12 900 15 500 1,8 0,4

Utan nederbörd passerar en stor del den förorenade luften utan att depositionen behöver bli så stor. Nederbörd minskar samtidigt antalet fria luftburna partiklar genom urtvättning, vilket ytterligare komplicerar sambandet mellan halt i luften och deposition. Nedfallet efter Fukushimaolyckan var mycket litet i Sverige.