We’re all radioactive – life isn't possible without it

Veel mensen zijn bang voor straling, denkend dat het een onzichtbare, door de mens gemaakte en dodelijke kracht is, en deze angst ligt vaak ten grondslag aan de weerstand tegen kernenergie. In feite is het grootste deel van de straling natuurlijk en zou leven op aarde zonder straling niet mogelijk zijn.

In kernenergie en nucleaire geneeskunde hebben we straling simpelweg benut voor ons eigen gebruik, net zoals we vuur of de geneeskrachtige eigenschappen van planten benutten, die beide ook schadelijk kunnen zijn. In tegenstelling tot sommige gifstoffen die in de natuur voorkomen, heeft de mens zich ontwikkeld om te leven met blootstelling aan lage doses straling en alleen relatief hoge doses zijn schadelijk. Een goede analogie hiervoor is paracetamol – één tablet kan je hoofdpijn verhelpen, maar als je een hele doos in één keer inneemt, kan het je doden.

De oerknal, bijna 14 miljard jaar geleden, produceerde straling in de vorm van atomen die bekend staan als oorspronkelijke radionucliden (oorspronkelijk betekent vanaf het begin der tijden). Deze maken nu deel uit van alles in het universum. Sommige hebben zeer lange fysieke halfwaardetijden, een maat voor hoe lang het duurt voordat de helft van hun radioactiviteit vervalt: voor één radioactieve vorm van thorium is dat 14 miljard jaar, voor één van uranium 4,5 miljard en voor één van kalium 1,3 miljard.

Oer-radionucliden zijn vandaag de dag nog steeds aanwezig in gesteenten, mineralen en bodems. Hun verval is een bron van warmte in het binnenste van de aarde, waardoor de gesmolten ijzeren kern verandert in een convecterende dynamo die een magnetisch veld in stand houdt dat sterk genoeg is om ons te beschermen tegen kosmische straling, die anders het leven op aarde zou uitroeien. Zonder deze radioactiviteit zou de aarde geleidelijk zijn afgekoeld tot een dode, rotsachtige bol met een koude, ijzeren kern en zou er geen leven bestaan.

Straling uit de ruimte reageert met elementen in de bovenste atmosfeer van de aarde en sommige oppervlaktemineralen om nieuwe “kosmogene” radionucliden te produceren, waaronder vormen van waterstof, koolstof, aluminium en andere bekende elementen. De meeste vervallen snel, behalve één radioactieve vorm van koolstof waarvan de halfwaardetijd van 5.700 jaar archeologen in staat stelt deze te gebruiken voor koolstofdatering.

Oer- en kosmogene radionucliden zijn de bron van het grootste deel van de straling om ons heen. Straling wordt opgenomen uit de bodem door planten en komt voor in voedsel zoals bananen, bonen, wortelen, aardappelen, pinda's en paranoten. Bier bevat bijvoorbeeld een radioactieve vorm van kalium, maar slechts ongeveer een tiende van wat er in wortelsap wordt gevonden.

Radionucliden uit voedsel gaan grotendeels door ons lichaam heen, maar sommige blijven gedurende een bepaalde tijd aanwezig (hun biologische halveringstijd is de tijd die ons lichaam nodig heeft om ze te verwijderen). Dezelfde radioactieve vorm van kalium zendt hoogenergetische gammastralen uit terwijl het vervalt, die het menselijk lichaam verlaten, waardoor we allemaal een beetje radioactief zijn.

Historisch gezien zijn we ons niet bewust geweest van de aanwezigheid van radioactiviteit in onze omgeving, maar ons lichaam heeft zich van nature ontwikkeld om ermee te leven. Onze cellen hebben beschermende mechanismen ontwikkeld die DNA-reparatie stimuleren als reactie op schade door straling.

Natuurlijke radioactiviteit werd voor het eerst ontdekt door de Franse wetenschapper Henri Becquerel in 1896. De eerste kunstmatige radioactieve materialen werden geproduceerd door Marie en Pierre Curie in de jaren 1930, en worden sindsdien gebruikt in de wetenschap, industrie, landbouw en geneeskunde.

Bijvoorbeeld, bestralingstherapie is nog steeds een van de belangrijkste methoden voor de behandeling van kanker. Om de werkzaamheid van therapeutische bestraling te verhogen, proberen onderzoekers momenteel kankercellen te modificeren om ze minder goed in staat te stellen zichzelf te herstellen.

We gebruiken radioactief materiaal voor zowel diagnose als behandeling in de "nucleaire geneeskunde". Patiënten krijgen specifieke radionucliden ingespoten, afhankelijk van waar in het lichaam de behandeling of diagnose nodig is. Radiojodium verzamelt zich bijvoorbeeld in de schildklier, terwijl radium zich voornamelijk ophoopt in de botten. De uitgezonden straling wordt gebruikt om kankergezwellen te diagnosticeren. Radionucliden worden ook gebruikt om kankers te behandelen door hun uitgezonden straling op een tumor te richten.

De meest voorkomende medische radio-isotoop is 99mTc (technetium), dat wordt gebruikt in 30 miljoen procedures per jaar wereldwijd. Net als veel andere medische isotopen is het kunstmatig gemaakt, afgeleid van een ouder radionuclide dat zelf wordt gecreëerd door kernsplitsing van uranium in een kernreactor.

Ondanks de voordelen die kernreactoren ons bieden, zijn mensen bang voor de straling die ze veroorzaken, hetzij door kernafval, hetzij door ongelukken zoals Tsjernobyl of Fukushima. Maar heel weinig mensen zijn overleden als gevolg van kernenergieopwekking of ongelukken in vergelijking met andere primaire energiebronnen.

We maken ons zorgen dat angst voor straling schadelijk is voor klimaatmitigatiestrategieën. Bijvoorbeeld, Duitsland wekt momenteel ongeveer een kwart van zijn elektriciteit op uit kolen, maar beschouwt kernenergie als gevaarlijk en sluit zijn resterende kerncentrales.

Maar moderne reactoren produceren minimale afval. Dit afval, samen met historisch afval van oude reactoren, kan worden geïmmobiliseerd in cement en glas en diep ondergronds worden opgeborgen. Radioactief afval produceert ook geen koolstofdioxide, in tegenstelling tot steenkool, gas of olie.

We hebben nu het begrip om straling veilig te benutten en deze te gebruiken voor ons eigen voordeel en dat van onze planeet. Door er te veel bang voor te zijn en kernenergie als primaire energiebron af te wijzen, lopen we het risico langer afhankelijk te blijven van fossiele brandstoffen. Dit – niet de straling – is wat ons en de planeet in het grootste gevaar brengt.

Geschreven door Bill Lee, Ser Cymru-hoogleraar Materialen in Extreme Omgevingen, Bangor University en Gerry Thomas, Hoogleraar Moleculaire Pathologie, Imperial College London.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.