Streven. Jaargang 16

[p. 666]

Wetenschappelijke kroniek
Hoe ontstaat het stralingsgevaar?
P.G. Van Breemen S.J.

ALTIJD is de mens blootgesteld geweest aan radioactiviteit, maar pas de laatste 65 jaar is de wetenschap zich daarvan bewust, en pas de laatste 15 à 20 jaar is het tot een probleem geworden. Dat de radioactiviteit in de laatste tijd zorgwekkend is geworden, komt door de kunstmatige radioactieve stoffen, die de laatste decennia zijn toegevoegd aan de natuurlijke radioactiviteit, die er altijd al geweest is. De natuurlijke radioactiviteit komt uit twee bronnen, nl. uit radioactieve gesteenten en uit kosmische straling. In gesteenten treft men soms radioactieve elementen aan, zoals uranium en thorium, die bij hun verval ook gasvormige radioactieve splijtingsproducten opleveren, die dan de atmosfeer verontreinigen en ons lichaam bestralen; het gaat hier om radon, thoron en hun vervalsproducten. De concentratie van deze radioactieve stoffen in de atmosfeer varieert nogal. Naast de radioactiviteit in de lucht voortkomend uit radioactieve ertsen in gesteenten, vormt de kosmische straling een tweede bron van natuurlijke radioactiviteit. De hogere luchtlagen worden nl. voortdurend gebombardeerd met zeer energierijke deeltjes die uit het heelal de atmosfeer bereiken; bij deze botsingen ontstaan radioactieve varianten van verschillende chemische elementen (isotopen), die dan naar beneden diffunderen en de lucht waarin wij leven radioactief maken. Uiteraard is deze vorm van radioactiviteit intenser op grotere hoogten dan op zeeniveau; in de bergen kan zij soms viermaal zo sterk zijn als bijv. in ons land.

Naast deze twee vormen van natuurlijke radioactiviteit komen echter tegenwoordig ook kunstmatige radioactieve stoffen voor in de atmosfeer. Zij zijn in geringe mate afkomstig van kernreactoren, cyclotrons en andere wetenschappelijke of industriële machines; hoofdzakelijk echter van explosies van kernwapens. De veiligheidsmaatregelen die in de wetenschap en industrie in acht worden genomen, zijn van dien aard, dat we ons over deze bronnen van radioactiviteit geen zorgen hoeven te maken. Wie de meters dikke betonnen muren rond een cyclotron heeft gezien, wie de ernst heeft ervaren waarmee veiligheidsvoorschriften worden opgesteld èn nageleefd, en wie kennis maakte met de experts op het gebied van de stralingsgevaren, aan de grote laboratoria verbonden, zal hier niet veel twijfel meer over hebben. Men spaart daar kosten noch moeiten om gevaar te voorkomen; bij kernenergie-centrales bijv. slokken de veiligheidsmaatregelen 10 tot 20% van de totale kosten op. Geheel anders is het gesteld met de kernbom-explosies. Een ontploffende kernbom vormt een plotseling optredende bron van radioactiviteit. De radioactieve stof vormt een wolk, die zich eerst door de hevigheid van de explosie en later door de wind uitbreidt en vervormt. Het effect van een atoombom en van een waterstofbom is in dit opzicht zeer verschillend. De atoombom is minder krachtig dan de waterstofbom, primo omdat de eerste op het beginsel der kernsplijting berust, de tweede op dat der kernfusie; secundo omdat de atoombom niet groter kan worden gemaakt dan een bepaalde kritische massa, terwijl de waterstofbom in

[p. 667]

principe willekeurig groot gemaakt kan worden¹⁾. Omdat de atoombom minder krachtig is, blijft de radioactieve stof bij een dergelijke explosie geheel binnen de troposfeer (dit is gemiddeld de onderste tien km van onze dampkring), terwijl bij een waterstofbom de radioactieve stof tot ver in de stratosfeer (dit is de dampkring tussen ± 10 en 30 km) doordringt. De opstijgende hete gassen van de atoombomwolk worden afgeremd aan de grens van troposfeer en stratosfeer, waar zij zich dan zijwaarts uitbreiden. Zij blijven zo praktisch geheel in de troposfeer. Daar bij een waterstofbom de hoeveelheden hete gassen die geproduceerd worden, veel groter zijn, doorbreken deze de scheiding van troposfeer en stratosfeer en dringen dan nog kilometers ver door. Dit onderscheid is van belang, omdat de echte weerprocessen (wolkenvorming, hoge en lage drukgebieden, weerfronten, neerslag, enz.) zich in de troposfeer afspelen: daar wordt het ‘weer gemaakt’. Een radioactieve stofwolk, afkomstig van een atoombom-ontploffing in de staat Nevada (westelijke V.S.) blijft dus in de troposfeer en bereikt daardoor na een dag of 7 West-Europa en maakt in drie à vier weken een reis om de wereld. Tijdens die reis neemt de radioactiviteit in de wolk duidelijk af; op de eerste plaats door het uiteenvallen van radioactieve deeltjes in vervalsproducten, die niet langer radioactief zijn; vervolgens echter ook omdat een gedeelte van de radioactieve deeltjes op de aarde wordt gedeponeerd. Het is met name deze laatste groep die gevaren oplevert. Zolang de radioactieve stof in de atmosfeer hangt is zij niet erg gevaarlijk. Wat echter op het aardoppervlak belandt, kan via de voedselketen in het menselijk lichaam terecht komen en daar straling blijven afgeven, en dat kan zeer gevaarlijk zijn. In dit artikel willen we vooral hieraan onze aandacht wijden. Eerst moeten we echter nog even aangeven, wat er gebeurt met de radioactieve stof die bij een waterstofbom wordt geproduceerd. Zoals gezegd, dringt deze diep in de stratosfeer door. De grotere radioactieve deeltjes vallen naar beneden en komen zo in de troposfeer trecht. De kleinere deeltjes blijven in de stratosfeer zweven en komen daar slechts uit, als zij met de stratosferische lucht dalen en zo in de troposfeer komen. Omdat de bewegingen in de stratosfeer zeer langzaam zijn, zou men verwachten dat het maanden en misschien wel jaren zou duren voor het fijnere stof uit de stratosfeer de troposfeer bereikt. Op grond hiervan heeft Libby (de expert van het koolstof-14-onderzoek, aan wie in 1960 de Nobelprijs werd toegekend) jaren geleden de hypothese gewaagd, dat het vijf à tien jaar zou duren, voor de stratosferische radioactieve substantie het aardoppervlak zou bereiken, en dat in die tijd deze radioactieve deeltjes zich gelijkmatig over de aardbol verdeeld zouden hebben. Een veronderstelling die door de Russische waterstofbom-explosies van oktober 1958 in de buurt van Nova Zembla omvergekegeld is.

1) Zie: Plasma en kernfusie, in Streven, okt. 1960.

Fall-out

De radioactieve deeltjes, die op het aardoppervlak worden gedeponeerd, noemt men ‘fall-out’. Men spreekt van droge en natte fall-out. De droge fall-out is een gevolg van het langzaam naar beneden zinken van de droge radioactieve deeltjes. De natte fall-out wordt gevormd door de radioactieve substantie die via neerslag (regen, sneeuw) op de aarde terecht komt. In gematigde klimaten is de natte fall-out tien à twintig maal groter dan de droge: het is dus

[p. 668]

hoofdzakelijk de neerslag die de radioactieve stoffen op aarde doet belanden.

Omdat de windrichtingen op aarde hoofdzakelijk West-Oost zijn, vindt de verspreiding van de troposferische radioactiviteit voornamelijk plaats op de geografische breedte waar de ontploffing plaats had. Uit het bovenstaande volgt dat dit vooral voor de atoombom-explosies geldt. De stratosferische radioactiviteit is veel minder afhankelijk van de windrichting. Na de bovenvermelde Sovjet-explosies van oktober 1958 werd in het voorjaar van 1959 over de gehele aarde een grote stijging van de radioactiviteit waargenomen. Men kon aantonen dat deze stijging een gevolg was van de waterstofbom-ontploffingen nabij Nova Zembla. Wat de verdeling over de aarde betreft, was Libby er dus niet ver naast, ook al was deze niet gelijkmatig. Maar zijn schatting dat het vijf à tien jaar zou duren voor de stratosferische radioactiviteit de aarde bereikte bleek veel te optimistisch: reeds na een half jaar kwam de fall-out van de waterstofbommen.

Bij het bovenstaande hebben we niet vermeld de lokale fall-out die bij elke kernbom-explosie optreedt. Deze wordt gevormd door de materie die onmiddellijk na de ontploffing neerkomt. Deze is in zeer hoge mate radioactief, maar wegens de geringe verspreiding niet zo gevaarlijk, zolang althans de explosie plaats vindt in onbewoond gebied. Het is vooral deze lokale fall-out, die de overlevenden van Hiroshima en Nagasaki heeft besmet, en die vaak zeer ernstige ziekten heeft veroorzaakt. Deze lokale fall-out was het ook, die op 1 maart 1954 voor de 23 ongelukkige Japanse vissers op de kleine trawler ‘De Gelukkige Draak’ nabij Bikini zulke droevige gevolgen had, toen, door een verkeerde schatting van de wind, de witte, talkachtige as van een Amerikaanse kernexplosie neerkwam op het schip. Omdat het nog maar enkele malen voorgekomen is, dat de lokale fall-out directe gevaren heeft veroorzaakt, zullen wij deze verder niet in onze beschouwing betrekken.

Strontium 90

Onder de gevaarlijke bestanddelen van de fall-out neemt strontium 90 wel de voornaamste plaats in²⁾. Het element strontium vertoont chemisch veel gelijkenis met het element calcium, dat voorkomt in ons beenderenstelsel. Strontium 90 vormt dus een heel voor de hand liggende plaatsvervanger van calcium en kan derhalve wel eens de plaats van een calcium-atoom in het skelet innemen. M.a.w. strontium 90 ‘past’ goed in het menselijk lichaam. Dit is één van de redenen waarom strontium 90 zo gevaarlijk is.

De tweede reden is, dat bij splijting van bijv. uranium een betrekkelijk grote hoeveelheid strontium 90 wordt geproduceerd. Het percentage strontium 90 in een radioactieve wolk is dus tamelijk hoog. Daar komt als derde reden bij dat strontium 90 een nogal lange halfwaardetijd heeft, zodat in de fall-out absoluut genomen praktisch nog dezelfde hoeveelheid stontium 90 voorkomt, en dus relatief een grotere hoeveelheid. Als uitleg bij deze laatste zin is het misschien niet ondienstig nu eerst een alinea te wijden aan het begrip halfwaardetijd van een radioactief element.

De atoomkern van een radioactief element valt uiteen (dat is om zo te zeggen

2) Strontium 90 is een isotoop van het element strontium. Het element strontium dankt zijn naam aan het Schotse dorp Strontian, waar het rond 1800 werd ontdekt.

[p. 669]

de wezens-eigenschap van de radioactiviteit) en gaat daarbij over in een ander element. Dit uiteenvallen van een kern van een radioactief element geschiedt door uitzending van radioactieve straling, die kan worden onderverdeeld in α-straling (uitzending van 2 protonen en 2 neutronen) en β-straling (uitzending van een elektron uit de kern, doordat een neutron overgaat in een proton). In beide gevallen ontstaat een nieuw element, omdat het aantal protonen in de kern verandert. Daarnaast is er nog een derde soort radioactieve straling, de γ-straling, die men kan beschouwen als golven van zeer kleine golflengte en zeer hoge energie, en die te vergelijken is met de bekende röntgenstraling. Het uiteenvallen van een radioactieve kern is onafhankelijk van alle ons bekende fysische omstandigheden. Het is een onverstoorbaar fenomeen, dat zich door niets of niemand laat beïnvloeden. We kunnen alleen maar vaststellen dat een bepaald radioactief element een constante ontledingssnelheid bezit. Men is gewoon om deze snelheid uit te drukken in de z.g. half waarde-tijd; dat is de tijd, waarin van de oorspronkelijke hoeveelheid radioactieve stof nog 50% over is. Deze halfwaarde-tijd heeft voor verschillende stoffen zeer uiteenlopende, doch constante waarden; bijv. voor uranium I: 5 miljard jaar; voor thorium C′: minder dan een miljoenste seconde. Dikwijls is het vervalsproduct dat overblijft na de uitzending van-α of β-straling zelf ook weer radioactief. Op die manier ontstaan soms z.g. stambomen van radioactieve elementen. Het eindproduct van zo'n stamboom is uiteraard stabiel.

Bij de ontploffing van een A- of H-bom nu ontstaat als een van de primaire splijtingsproducten krypton 90, dat zich over de hele vuurbol verspreidt. Het is een radioactieve stof die uiteenvalt met een halfwaardetijd van 33 seconden in rubidium 90; deze laatste heeft ook maar een kort bestaan (halfwaardetijd 2,7 minuten) en gaat over in strontium 90. In 10 à 15 minuten tijds is dus ongeveer 90% van het oorspronkelijke krypton al in strontium 90 overgegaan. Strontium 90 heeft een halfwaardetijd van 28 jaar. Dat wil dus zeggen, dat na 28 jaar nog de helft van de oorspronkelijke hoeveelheid strontium 90 over is. In de periode tussen de kernbomexplosie en het neerslaan der fall-out op aarde is hoeveelheid strontium 90 dus nauwelijks verminderd. Van radioactieve deeltjes met een kortere halfwaardetijd is ondertussen al veel meer uiteengevallen; het percentage strontium 90 is dus gestegen.

Als strontium 90 uiteenvalt ontstaat weer een ander element, nl. yttrium 90 dat ook radioactief is, met een halwaardetijd van 64 uur; het levert dan zirconium 90, dat niet meer radioactief is. Omdat de halfwaardetijd van yttrium 90 kort is (minder dan drie etmalen) kan men veilig stellen, dat alle strontium 90 die in het skelet uiteenvalt, op dezelfde plaats nog een tweede desintegratie (nl. die van yttrium 90) met zich brengt. Beide desintegraties vinden plaats door β-straling; deze β-stralingen dringen niet ver door, en zullen gewoonlijk in het bot zelf geabsorbeerd worden. Het is deze straling die gevaar oplevert. De stralingsdosis die het bot absorbeert per eenheid strontium 90 is vrij hoog. Dit is de vierde en laatste reden, waarom strontium 90 het gevaarlijkste bestanddeel der fall-out uitmaakt.

Omdat strontium 90 hoofdzakelijk in het skelet wordt opgenomen en een straling uitzendt die niet ver doordringt (gewoonlijk niet buiten het bot komt) is de stralingsdosis van strontium 90 op de geslachtscellen te verwaarlozen. Strontium 90 heeft dan ook geen directe genetische gevolgen. Experimenteel is gebleken dat hoge concentraties strontium 90 in proefdieren aanleiding geven

[p. 670]

tot bottumor en leukemie, zoals men na bovenstaande uitleg ook zou verwachten (leukemie is een bloedziekte, die o.a. kan ontstaan door aantasting van het beenmerg waarin immers witte bloedlichaampjes gevormd worden).

Opname van strontium 90 in de mens

Er zijn verschillende manieren, waarop strontium 90 in het menselijk lichaam kan worden opgenomen. Deze zijn in de bijgaande figuur schematisch aangegeven¹³⁾. In de westerse landen is de opname via zuivel-produkten de voornaamtussen de 50 en 75% van de in het lichaam aanwezige strontium 90 is langs deze weg opgenomen. De andere voedingsmiddelen zijn verantwoordelijk voor 20 tot 40%, terwijl inhalatie en drinkwater slechts geringe hoeveelheden strontium 90 in het lichaam brengen.

Hiervoor werd gezegd dat het chemisch gedrag van strontium erg veel lijkt op dat van calcium. Toch blijkt het menselijk lichaam, - gelukkig -, selecterend tegen strontium 90 op te treden. In het darmstelsel wordt strontium minder gemakkelijk uit het voedsel naar het bloed overgebracht dan calcium. En het strontium dat toch nog in het bloed terecht gekomen is, wordt door de nieren sneller uitgescheiden dan calcium. Het gevolg van deze twee discriminerende werkingen is, dat een strontium-deeltje in onze voeding een 4 maal kleinere kans heeft om in het skelet te worden ingebouwd dan een calcium-deeltje.

Verder ligt het ook voor de hand dat het strontium-90-gehalte in het skelet van kinderen hoger is dan in dat van volwassenen. Immers de hoeveelheid stron-

13) Met toestemming van de schrijver, Dr. G.W. Barendsen, overgenomen uit het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde XXVIII (1962), p. 131.

[p. 671]

tium 90, die vòòr 1954 op aarde voorkwam, mag men verwaarlozen. Als de groei van het skelet na die datum heeft plaats gehad, zal er dus meer strontium 90 opgenomen zijn dan bij personen wier skelet al volgroeid was rond die tijd. Bij pasgeboren kinderen treffen we een laag strontium-90-gehalte aan, omdat hun skelet gevormd werd met calcium dat via de moeder verkregen werd; de placenta nu werkt discriminerend, zodat een strontiumdeeltje in het lichaam van de moeder een tweemaal kleinere kans heeft om in het embryo-skelet te worden opgenomen dan een calciumdeeltje. Na de geboorte valt deze gunstige factor weg en neemt het strontium-90-gehalte in het beenderstelsel toe.

Op een radiologisch congres dat in augustus 1962 te Montréal werd gehouden, heeft de Finse patholoog Dr. Kai Satala meegedeeld, dat hij een methode heeft gevonden om strontium 90 uit het lichaam te verwijderen. Dit proces verloopt in drie stadia. Eerst brengt hij strontium vanuit het skelet in het bloed door een preparaat toe te dienen dat uit de bij schildklier wordt gewonnen; experimenten op katten en muizen wezen uit, dat op die manier slechts weinig calcium aan het bot wordt onttrokken. Daarna worden de speeksel- en transpiratie-klieren gestimuleerd door pilocarpine-nitraat, zodat het strontium via deze wegen het lichaam verlaat. Tenslotte moet het weer opnemen van het strontium in het lichaam worden tegengegaan; hiervoor gebruikt hij een zalf die op de huid wordt gesmeerd en die strontium onoplosbaar maakt in water, zodat het niet weer door de huid teruggaat, en later door afwassen kan worden verwijderd. Hij hoopt zijn methode te kunnen toepassen op personen in Noord-Finland, bij wie grote hoeveelheden strontium 90 zijn geconstateerd.

Andere bestanddelen der Fall-Out

Er zijn nog verschillende andere gevaarlijke bestanddelen in de fall-out. Als eerste kunnen we opnoemen strontium 89, een andere isotoop van hetzelfde element strontium. Chemisch en fysiologisch gezien heeft het dezelfde eigenschappen als strontium 90. Het wordt bij de kernbom-ontploffing ook in ongeveer dezelfde hoeveelheid geproduceerd als strontium 90. Maar de halfwaarde-tijd van strontium 89 is slechts 50 dagen (die van strontium 90 daarentegen 28 jaar). Bovendien is het vervalsproduct van strontium 89 (yttrium 89) stabiel, d.w.z. niet meer radioactief. Strontium 89 zal dus al voor een belangrijk deel uiteengevallen zijn voor het ons organisme bereikt. Verder is de straling van strontium 89 minder energierijk dan die van strontium 90. Om deze drie redenen is het dus vanuit het oogpunt van stralingsgevaar van weinig belang vergeleken met zijn ‘grotere broer’ strontium 90.

Een ander gevaarlijk element in de fall-out is caesium 137. Het wordt in kernbomexplosies in iets grotere hoeveelheden geproduceerd dan de twee stron-tium-isotopen 89 en 90. De halfwaardetijd is 30 jaar, dus ongeveer gelijk aan die van strontium 90. Chemisch gezien is caesium verwant met kalium; maar nu wordt caesium eens zo gemakkelijk door de mens opgenomen als kalium; de discriminerende werking van ons lichaam werkt dus in dit geval in een ongunstige richting. De voornaamste bronnen van caesium 137 voor de mens zijn melk en vlees. Caesium wordt tamelijk homogeen over het menselijk lichaam verdeeld, en verblijft gemiddeld slechts vier maanden in het lichaam. Men neemt aan dat het de geslachtscellen evenzeer bestraalt als de overige delen van het lichaam. Het kan dus nadelige gevolgen hebben voor het nageslacht. Omdat

[p. 672]

echter calcium een veel belangrijker bestanddeel vormt van het menselijk lichaam dan kalium (de verhouding is 90 op 1), vormt de caesium 137 in de voedingsmiddelen een veel geringer gevaar dan strontium 90.

Caesium 137 vormt echter wel een van de gevaarlijkste uitwendige stralingsgevaren. Immers, ook zonder dat de fall-out in het lichaam wordt opgenomen, vormt caesium 137 een gevaar, door de straling nl. die het uitzendt. Van de straling van strontium 90 en 89 zeiden we, dat ze een gering doordringingsvermogen heeft. De straling van caesium 137 echter is de zeer doordringende γ-straling (vergelijkbaar met röntgen-straling), zodat ook niet in het lichaam opgenomen caesium 137 een gevaar vormt. Als men hierbij nog in aanmerking neemt, dat caesium 137 een vrij lange halfwaarde-tijd heeft, kan men begrijpen dat dit bestanddeel der fall-out gevaarlijk is, zij het op een andere wijze als strontium 90.

Tenslotte nog een woord over radioactief jodium. Jodium 131 heeft een halfwaardetijd van slechts 8 dagen, zodat betrekkelijk snel praktisch de gehele geproduceerde hoeveelheid jodium 131 uiteengevallen is. Alleen de troposferische fall-out levert dus een gevaar, daar immers de stratosferische fall-out pas na maanden op de aarde neerkomt. Dit betekent dus ook dat het gevaar het grootste is op dezelfde geografische breedtegraad als waar de ontploffing plaats vond, en alleen in de periode van ruim een maand na de ontploffing. Het jodium wordt, zoals bekend, vooral in de schildklier verzameld. Deze is bij jonge kinderen veel kleiner dan bij volwassenen, zodat het opgenomen jodium bij hen in een veel kleiner volume wordt geconcentreerd. Met name bij kinderen tussen een en anderhalf jaar is dit het geval. Na de hervatting van de Russische kernproeven in september 1961 heeft men de concentratie jodium 131 nauwlettend gevolgd, om, indien nodig, aan te bevelen aan kinderen een tijdlang geen verse melk te drinken te geven, maar liever melk uit melkpoeder of gecondenseerde melk; vanwege de korte halfwaardetijd van jodium 131 is de concentratie van jodium 131 in deze laatste producten nl. verwaarloosbaar klein. Het bleek echter dat ook in 1961 het jaargemiddelde onder het voor kinderen toelaatbare maximum bleef, en de hoofdinspectie van de volksgezondheid heeft dan ook geen reden gezien om bovengenoemd advies te geven.

Biologische uitwerking

Er bestaan twee theorieën die verklaren wàt er nu eigenlijk gebeurt als radioactieve straling het lichaam treft, en waarom die straling zo gevaarlijk is. Men noemt deze theorieën gewoonlijk de biochemische theorie en de treffer-theorie. De eerste gaat waarschijnlijk vooral op als de straling het waterige milieu van de cellen aantast; de treffertheorie zou meer van toepassing zijn op straling die rechtstreeks chromosomen treft. Beide theorieën vullen elkaar dus aan.

Wat de biochemische theorie aangaat: het watermolecuul is het meest voorkomende molecuul in het menselijk lichaam: 85% van de moleculen in ons lichaam zijn water-moleculen; of in gewichtsprocenten uitgedrukt: 65% van ons lichaam is water. Door radioactieve straling wordt een H₂O-molecuul ontleed en ontstaat een vrij OH-radicaal. Deze OH-radicalen zijn biologisch zeer actief. Zij vormen gemakkelijk peroxyden en andere celvergiften. Deze celvergiften tasten de enzymen aan, waardoor hun schadelijke werking gemakkelijk verduizendvoudigd wordt, omdat enzymen in het stofwisselingsproces een sleu-

[p. 673]

telpositie innemen. Weinig OH-radicalen kunnen op deze wijze de chemische processen in de cellen op ernstige wijze storen.

Het kan ook gebeuren dat de straling in de celkern één van de 48 daar aanwezige chromosomen treft. In dat geval gaat de treffer-theorie op. De chromosomen zijn de meest wezenlijke bestanddelen van de lichaamscel. De genen, waaraan de erfelijke eigenschappen verbonden zijn, zijn gelocaliseerd in de chromosomen. De structuur van het chromosoom is als het ware de code waarmee de eigenschappen van het lichaam door de natuur worden vastgelegd (de kleur van het haar, de bloedgroep, de intellectuele begaafdheid, etc., etc.). Bij celdeling worden de chromosomen gereproduceerd. Als radioactieve straling een verandering teweegbrengt in de structuur van een chromosoom van een bepaalde cel, zullen dus alle cellen die door celdeling uit deze ene cel ontstaan dus ook die veranderde chromosoom-structuur hebben. Als dus een zeker aantal cellen door bestraling op deze wijze zijn beschadigd, zullen alle daaruit voortgekomen cellen eveneens aangetast zijn, en kunnen aldus ziekten ontstaan. Deze verandering in chromosoom-structuur wordt gewoonlijk mutatie genoemd. Mutaties kunnen optreden in iedere willekeurige cel van het lichaam. Als echter een mutatie optreedt in de geslachtscellen, bestaat er een kans dat die mutatie ook op het nageslacht wordt overgedragen. Mutaties worden beslist niet alleen door kunstmatige radioactiviteit teweeggebracht; mutaties hebben integendeel altijd bestaan (gedeeltelijk veroorzaakt door de natuurlijke radioactiviteit, gedeeltelijk ‘spontaan’ optredend) en zij hebben het materiaal verschaft voor de evolutie van de organische wereld. De meerderheid der mutaties is weliswaar ongunstig, maar de natuurlijke selectie heeft gezorgd, dat de individuën met gunstige mutaties die met ongunstige mutaties verdringen. Dit betekent ook, dat de kinderen van ouders wier geslachtscellen door radioactiviteit zijn aangetast, een slechtere levenskans hebben dan de andere kinderen, zodat de Franse bioloog Jean Rostand het woord ‘misdaad in de toekomst’ kon gebruiken.

We zeiden reeds dat zowel de biochemische als de treffer-theorie van toepassing zijn, maar in verschillende gevallen. We willen echter ook nog opmerken, dat de biochemische theorie optimistisch is, omdat daar door de regenererende werking van het lichaam herstel mogelijk is, terwijl de treffer-theorie wezenlijk pessimistisch is: een eenmaal veranderd chromosoom brengt voortdurend cellen voort, die op dezelfde wijze zijn aangetast; herstel is praktisch uitgesloten. Bij de treffer-theorie is de werking dus ook cumulatief, en bij de biochemische theorie niet. Stel nl. dat twee doses straling met grote tussenpoze worden opgenomen door het lichaam. De biochemische schade van de eerste dosis zal dan al hersteld zijn als de tweede dosis de cellen aantast. Maar de mutaties door de treffers van de eerste dosis bewerkt, zijn niet hersteld als de tweede komt. Wat betreft de biochemische werking bestaat er dus ook een drempelwaarde voor de stralingsdosis: een zeer geringe hoeveelheid straling zal niet tot waarneembare schade leiden; en bij een eventueel volgende dosis zal de microscopisch kleine uitwerking van de eerste dosis al weer hersteld zijn; dus doses onder een bepaalde drempelwaarde hebben geen praktische uitwerking. De treffertheorie laat geen drempel-waarde toe, maar telt met een feilloos en onverbiddelijk geheugen alle doses bij elkaar, onafhankelijk van de tijd die verlopen is tussen de eerste bestraling en de volgende.

Bij beoordelingen van de ernst van het gevaar der radioactieve straling maakt het dus een groot verschil, aan welke theorie men de meeste waarde toekent.

[p. 674]

Er zal wel niemand meer zijn, die uitsluitend één theorie houdt en de andere volledig verwerpt. Maar welk gewicht men aan beide theorieën moet toekennen is nog niet wetenschappelijk uitgemaakt. Hierdoor is dus ruimte geschapen voor sombere en voor hoopvolle beschouwingen over het huidige stralingsgevaar, en voor voorlopig niet te beslechten discussies. Zelfs als de exacte cijfers bekend zijn van de hoeveelheden der radioactieve elementen die thans voorkomen, blijft het nog een hachelijke zaak om de gevolgen daarvan voor de volksgezondheid te beoordelen; dat oordeel is voorlopig nl. behalve op wetenschappelijk inzicht ook op temperament gebaseerd. Overigens zijn de cijfers na de laatste series kernbom-explosies nog niet bekend. Wel zijn er betrouwbare schattingen van de hoeveelheden radioactieve stoffen, na de voortgezette kernproeven. De stralingsdosis t.g.v. strontium 90 uit proefexplosies is in Nederland, wat betreft het skelet nog altijd minder dan de helft van de altijd al aanwezige natuurlijke straling op het beendergestel, en wat betreft de stralingsdosis op de geslachtscellen (de z.g. gonade-dosis) slechts enkele procenten van de gonade-dosis ten gevolge van de natuurlijke straling. Over de doses jodium 131 werd boven reeds opgemerkt dat dit element wegens zijn korte halfwaardetijd (8 dagen) slechts gedurende ruim een maand na de serie proefnemingen serieus gevaar oplevert, en dat de dosis na de Russische serie ontploffingen in het najaar van 1961 niet uitsteeg boven de zelfs voor kinderen maximaal toelaatbare hoeveelheid. De te verwachten dosis caesium 137 valt binnen de variaties van de natuurlijke radioactiviteit, en hoeft dus ook geen verontrusting te wekken.

Het laatste deel samenvattend kan men zeggen dat de biologische uitwerking van de verhoogde radioactiviteit wetenschappelijk nog op twee manieren benaderd kan worden, en dat de concentraties van gevaarlijke radioactieve stoffen in onze voeding ongetwijfeld gestegen zijn, maar nog geen reden tot ongerustheid geven. Het was echter niet zozeer de bedoeling van dit artikel om een schatting te geven van de omvang van het stralingsgevaar, maar veel meer om enigszins uit te leggen hoe het stralingsgevaar eigenlijk ontstaat.