Förklaring: Hur mycket strålning är skadligt för hälsan?

Strålning finns överallt. Vi får den från solens strålar på himlen och från stenarna under våra fötter. Den kommer från tv-apparater, radioapparater och mobiltelefoner. Vi absorberar den från vissa frukter, grönsaker och nötter.

Men all strålning är inte lika. Elektromagnetisk strålning, inklusive radiovågor, mikrovågor, synligt och infrarött ljus, kallas icke-joniserande strålning och är i stort sett ofarlig. Däremot kan joniserande strålning, från våglängder som är kortare än ultraviolett ljus genom det elektromagnetiska spektrumet till röntgen- och gammastrålar, orsaka sjukdom och död.

Dessa effekter beror på dess förmåga att jonisera (det vill säga separera positivt och negativt laddade joner) i kroppsvävnader. I stort sett står risken för skadliga hälsoeffekter i proportion, på ett ganska komplicerat sätt, till omfattningen av den jonisering som sker i kroppen. Detta kallas dosen. Hur joniserande strålning mäts och definieras har förändrats under årtiondena i takt med att vi lärt oss mer om denna relativt unga vetenskap.

Mätning av stråldos och risk

Dosen mättes ursprungligen i luft med enheten Roentgens (R, uppkallad efter röntgenstrålarnas upptäckare, Wilhelm Roentgens). Eftersom jonisering inte kan mätas i vävnad var det nödvändigt att omvandla luftdosen till absorberad vävnadsdos, som ursprungligen mättes i rads, där 1 R = ~0,8 rad. När metriska enheter infördes blev den grundläggande enheten för absorberad dos Gray (Gy), som motsvarar en absorberad dos av 1 Joule energi per kilogram.

Den absorberade dosen är tyvärr inte särskilt praktisk för strålskyddsändamål eftersom 1 Gy av de olika strålningarna – gamma- och röntgenstrålning, betapartiklar, neutroner och alfapartiklar – inte skadar vävnaden lika mycket. Följaktligen infördes en ”hybrid” enhet, Sievert (Sv). Hybrid, eftersom det egentligen inte är en enhet för stråldos utan en enhet för risk. Vi talar alltså om en ekvivalent dos på 1Sv som innebär samma risk som t.ex. 1Gy för röntgen- och gammastrålar, eller 0,05Gy för de mer tätt joniserande, men mindre genomträngande alfapartiklarna.

Men det finns ytterligare en komplikation, eftersom alla vävnader i kroppen inte är lika känsliga. Benmärg och ett barns sköldkörtel är mycket känsligare än till exempel muskelvävnad. Därför används termen effektiv dos, som innehåller korrigeringen för ekvivalent dos och som också mäts i Sv. Om endast en del av kroppen bestrålas kan risken på detta sätt presenteras i termer av en effektiv risk för personen. Detta gör det möjligt att lägga samman risker från olika exponeringar. Enheten Sv bör inte användas för stora doser (större än 1Sv) till hela kroppen.

Låga doser är vanliga

Typiskt sett utsätts alla för två millisevert (mSv) per år under hela livet från naturlig bakgrundsstrålning. Vi kan få en dos på upp till 10-20 mSv från diagnostisk radiologi – säg 10 mSv för en datortomografi av bröstkorgen. Brandmännen och anläggningsarbetarna vid Tjernobylolyckan fick doser på flera Gy och dessa doser ledde till att de dog av akut strålsjuka inom cirka 60 dagar. Typiskt sett är 4-5 Gy som tas emot under en kort period av timmar dödligt, men kan tolereras om det sker under en mycket längre period.

Ett rekommendation från Internationella kommittén för strålskydd begränsar strålningsarbetarna till 20 mSv per år eller i undantagsfall till högre årliga doser, med en begränsning på 100 mSv under fem år. Doser till allmänheten från utsläpp från kärnkraftverk och laboratorier eller läckage från till exempel medicinska strålkällor på sjukhus bör begränsas till 1 mSv per år.

Extrema strålningshändelser

Det är uppenbart att vid olyckor som i Tjernobyl och Fukushima är situationen mycket mindre välkontrollerad. De 115 000 människor som bodde i bosättningar i närheten av Tjernobyl fick doser på omkring 30 mSv innan den 30 km breda undantagszonen evakuerades några dagar senare. När det gäller Fukushima gick evakueringen upp till 20 km från kraftverken mycket snabbare. Vissa saneringsarbetare fick mycket högre doser (upp till 250 mSv) efter Tjernobyl, och man vet ännu inte mycket om de doser som saneringsarbetarna i Fukushima utsattes för. Om de senaste rapporterna om doser på upp till 2,2 Sv/timme från läckande tankar på anläggningen stämmer, och om denna dos kommer från gammastrålar, kan det snart bli för farligt att arbeta på anläggningen.

För att orsaka dödsfall inom några timmar efter att ha utsatts för strålning måste dosen vara mycket hög, 10Gy eller högre, medan 4-5Gy dödar inom 60 dagar, och mindre än 1,5-2Gy inte är dödligt på kort sikt. Alla doser, oavsett hur små de är, medför dock en begränsad risk för cancer och andra sjukdomar.

En mycket ungefärlig tumregel är att 1Sv medför en risk för en 10-procentig ökning av livstidsrisken för cancer. Denna cancerrisk kan kvarstå under resten av livet, men det är osannolikt att den uppträder förrän minst 10-20 år efter exponeringen. Exponering från ackumulerad naturlig bakgrundsstrålning fram till 50 års ålder (=100mSv) ökar alltså livstidsrisken på ~30 % för cancer till ~31 % och dödligheten från ~25 % till ~26 %. På denna grund kommer 30 000-60 000 dödsfall i cancer världen över, men främst i Europa, att ha orsakats av Tjernobylolyckan, och många av dessa dödsfall har ännu inte inträffat.

Det diskuteras mycket om det s.k. lågdosproblemet. Effekter från doser på mindre än 50 mSv är svåra att bedöma direkt på grund av den höga bakgrunden av spontan (naturligt förekommande) cancer, så det har varit nödvändigt att extrapolera nedåt från mätningar av effekter vid högre doser. Frågan är om det finns ett tröskelvärde för doser under vilket det inte finns någon effekt. Enligt vad vi vet måste denna tröskel ligga under 10mSv och vid tio års ålder har alla fått minst 10mSv naturlig bakgrundsstrålning från naturliga bakgrundskällor, så det finns inget argument för en tröskel – alla strålningsdoser, oavsett hur små de är, medför en ändlig risk.