Methods for localizing and quantifying radionuclide sources and deposition using in situ gamma spectrometry : Critical review of the peak-to-valley method based on experimental studies and applications in Georgia and Japan

Sammanfattning: Inom beredskapen mot radiologiska och nukleära olyckor och katastrofer spelar strålningsmätningar en avgörande roll för att ta reda på vad som har hänt och hur farligt det är för människa, djur och natur och på vilket sätt det påverkar miljö och samhällsfunktioner. I Sverige och många andra länder i världen har allmänheten en rättighet att få reda på vad som hänt och vad de utsätts för i ett eventuellt olycksscenario. Till stor del besvaras detta av resultat från strålningsmätningar som utförs direkt efter olyckan och under en lång period därefter. Olyckorna eller händelserna kan vara begränsade i utbredning eller påverka gigantiska landområden. Det kan också vara en eller flera platser där man upptäckt strålkällor. Den gemensamma faktorn kring dessa händelser och platser är att man vet väldigt lite i början om vad som hänt eller hur läget egentligen är. För att på bästa sätt kunna förklara för allmänheten över tid och för att myndigheter ska kunna göra korrekta bedömningar, behövs resultat från mätningar med olika syfte. Mätningar i olika skeden behövs löpande, dvs. med långt tidsperspektiv för att göra en s.k. historiebeskrivning av händelsen (dokumentation) som visar vad som hände och vad vi utsattes för.Mätningarna i början direkt efter olyckan eller händelsen syftar till att dels ta reda på var radioaktiviteten har tagit vägen och hur mycket som eventuellt har landat, eller finns på eller i marken. Ofta räcker det med att mäta doshastigheten i början tillsammans med att man gjort en mätning och konstaterat vilka radioaktiva ämnen (radionuklider) som kommit ut. Men speciellt för händelser där radioaktivitet spridits ut, så uppstår relativt snart högre krav på mätningarna och detaljnivån som efterfrågas är högre. För att myndigheter skall kunna göra uppskattningar av hur dosen till invånare och i prioriterade delar av samhället kommer utveckla sig, behöver man i ett senare skede veta mer om hur de radioaktiva ämnen som släppts ut förflyttar sig i miljön, både mellan olika platser och hur de fördelar sig ned i marken. Om ett ämne relativt snabbt sjunker ned i marken så minskas stråldosen till människan ganska mycket bara för några centimeters nedträngning. Det som sker är att marken skärmar den radioaktiva beläggningen effektivt. Detsamma gäller för när radioaktiviteten tränger ned i snö. Om beläggningen ligger kvar upp på markytan eller snön så är det i ett lite senare perspektiv bra att veta detta, så att man kan göra prioriteringar i arbetet att återställa efter olyckan, det s.k. saneringsarbetet. Det blir samtidigt viktigare och viktigare för myndigheter att kunna stötta sig på fakta för att vinna allmänhetens förtroende när åtgärder gör intrång i enskildas människors liv som upplevs svåra att acceptera. De radioaktiva ämnen som har visat sig vara av störst betydelse från de två senaste kärnkraftsolyckorna är 134Cs och 137Cs (Cesium). Den här avhandlingen har försökt att förbättra en befintlig metod som kallas peak-to-valley metoden, då intresset för uppskattningar var i marken radioaktiviteten befinner sig har ökat efter kärnkraftsolyckan i Fukushima, Japan. Metoden försöker använda specifika delar i ett spektrum från en detektor för att ge mer information än bara mängden radioaktiva ämnen på marken. Metoden är till för att försöka visa var det radioaktiva cesiumet befinner sig i marken. Den här avhandlingen har utforskat nya sätt att applicera metoden med varierande resultat som följd. Genom att använda en tjock blycylinder runt detektorn som hindrar strålning från långt bort att nå detektorn, kan man på ett noggrannare sätt ta reda på nedträngningsdjup. Samtidigt får man naturligtvis reda på hur mycket radioaktivitet som finns på marken, fast för en betydligt mindre yta. Det finns en rad andra intressanta applikationer för en sådan metod, vilka kan vara väldigt intressanta att utforska i framtiden.