Del 1: Tjernobyl – olyckan som fortfarande finns kvar i Östersjön

När man nästan fyrtio år senare talar om Tjernobyl är det lätt att uppfatta olyckan som något avslutat: en reaktor exploderade, ett radioaktivt moln passerade Europa och radioaktiviteten minskade sedan med tiden.

Men förloppet var betydligt mer komplicerat.

Utsläppen fortsatte under ungefär tio dygn. Vindarna ändrade riktning flera gånger. Förorenade luftmassor nådde Skandinavien vid mer än ett tillfälle. Åland undgick de värsta regnrelaterade nedfallen på land, men radioaktiva partiklar nådde ändå ögruppen och stora mängder radioaktivitet föll över Östersjön.

När radioaktiviteten senare minskade i havsvattnet betydde det inte att allt hade försvunnit.

En del hade i stället sjunkit till botten.

Där ligger cesium-137 fortfarande kvar i sedimenten.

En olycka som jag själv minns

För mig är Tjernobylolyckan inte bara något jag har läst om i efterhand.

År 1986 arbetade jag som matematik- och fysiklärare vid Kyrkby högstadium på Åland. När de första uppgifterna om förhöjd radioaktivitet i Norden kom blev olyckan därför både en del av undervisningen och något man försökte förstå som privatperson.

Till en början var informationen knapphändig och osäker. Sovjetunionen hade ännu inte meddelat omvärlden att en allvarlig olycka hade inträffat.

Det var först den 28 april, när personal vid Forsmarks kärnkraftverk i Sverige upptäckte radioaktiva partiklar på sina kläder, som man började förstå att ett stort utsläpp måste ha inträffat någonstans österut.

På Åland blev den senare förklaringen ungefär denna:

Det radioaktiva molnet passerade över oss, men eftersom det inte regnade fick Åland inget större nedfall.

Jag har själv länge utgått från att detta var hela förklaringen.

Och det finns en viktig sanning i den. Nederbörden avgjorde i hög grad var de största mängderna radioaktivitet hamnade. Men när jag långt senare hittade en animering av hur de förorenade luftmassorna rörde sig över Europa började jag se händelsen på ett annat sätt.

Molnet passerade inte bara en gång i en rak linje.

Luftmassorna delades upp, bytte riktning och återkom över delar av Skandinavien. Det berodde dels på väderförändringarna, dels på att utsläppen från reaktorn fortsatte under flera dygn.

För att förstå vad som senare hamnade i Östersjön måste vi därför börja med själva olyckan.

https://youtu.be/_USpAPkAd5A

Radioaktiva luftmassor från Tjernobyl över Europa. Animeringen visar hur utsläppen spreds i flera riktningar när vindarna ändrades. Den ska inte läsas som en exakt mätning av nedfall på varje enskild plats, men den visar varför uttrycket ”molnet passerade en gång” blir alltför förenklat.

Ett experiment som slutade i katastrof

Klockan 01.23 den 26 april 1986 inträffade två explosioner i reaktor 4 vid kärnkraftverket i Tjernobyl, i dåvarande Sovjetunionen och nuvarande Ukraina.

Personalen genomförde ett tekniskt prov. Man ville undersöka om turbinens kvarvarande rörelseenergi efter ett strömavbrott kunde fortsätta att driva viktiga pumpar under de sekunder som krävdes innan reservgeneratorerna hade startat.

Reaktorn var av typen RBMK-1000. Den använde grafit som moderator och vatten som kylmedel. Konstruktionen hade egenskaper som kunde göra reaktorn instabil vid låg effekt. Under vissa förhållanden kunde reaktiviteten öka när kylvattnet började koka och bilda ånga.

Inför försöket hade reaktorns effekt sjunkit betydligt lägre än planerat. För att få upp effekten igen drogs ett stort antal styrstavar ut. Samtidigt kopplades eller blockerades vissa automatiska säkerhetsfunktioner för att försöket skulle kunna genomföras.

Reaktorn hamnade därmed i ett mycket instabilt tillstånd.

När personalen till slut aktiverade nödstoppet började styrstavarna föras in i reaktorn. Men styrstavarnas konstruktion hade grafitspetsar. Under de första sekunderna ökade de därför reaktiviteten i delar av härden i stället för att omedelbart minska den.

Effekten steg explosionsartat.

Bränslekanaler brast, kylvatten förångades och trycket ökade snabbt. Två explosioner förstörde reaktorhärden och taket över byggnaden. Den öppna reaktorn kastade ut bränsle, grafit och radioaktivt material i omgivningen.

Ingen fullständig inneslutning

Reaktor 4 saknade en fullständig trycktät inneslutning av den typ som omger många västerländska reaktorer.

När explosionerna förstörde byggnaden fick radioaktiva ämnen därför en relativt fri väg ut i atmosfären.

Delar av grafitmoderatorn började brinna. Den höga värmen och bränderna bidrog till att föra radioaktiva gaser, aerosoler och små bränslepartiklar högt upp i luften.

Det var inte en kärnvapenexplosion. Reaktorn kunde inte explodera på samma sätt som en atombomb.

Men olyckan öppnade en högaktiv reaktorhärd mot atmosfären och skapade ett långvarigt radioaktivt utsläpp.

Utsläppet var inte över efter explosionen

Det är vanligt att föreställa sig Tjernobyl som en enda explosion som skapade ett radioaktivt moln.

I verkligheten pågick huvuddelen av utsläppen under ungefär tio dygn.

Det första mycket stora utsläppet kom när reaktorn exploderade och bränslet sönderdelades. Under de följande dagarna minskade utsläppstakten, men den förstörda reaktorn fortsatte att vara mycket varm.

Efter några dagar ökade utsläppen på nytt.

OECD:s kärnenergibyrå beskriver två tydliga toppar: den första den 26 april och den andra omkring den 5 maj. Den andra ökningen kopplas till de extremt höga temperaturerna i det smälta reaktormaterialet och till förändringar inne i den förstörda reaktorn. Först efter ungefär tio dagar minskade utsläppen kraftigt. Mindre utsläpp kan dock ha fortsatt även efter den 6 maj.

Detta har stor betydelse för hur radioaktiviteten spreds.

Om utsläppet hade varit över på några timmar hade en enda vindriktning varit avgörande. Men när en reaktor släpper ut radioaktivitet under tio dygn hinner flera olika vädersystem passera.

Det som i efterhand kallas ”det radioaktiva molnet” var därför inte ett enda kompakt moln med tydliga kanter. Det var flera förorenade luftmassor från olika delar av utsläppsperioden.

Hur mycket radioaktivitet släpptes ut per dag?

OECD och IAEA har gjort historiska uppskattningar av utsläppstakten under olyckans olika dygn. Uppgifterna är osäkra och ska inte läsas som exakta mätningar. Den uppskattade felmarginalen för den tidiga totala utsläppsprofilen var omkring plus eller minus 50 procent.

Den ungefärliga aktivitetsprofilen, exklusive ädelgaser, har återgivits så här:

Datum	Uppskattad utsläppstakt
26 april	cirka 0,45 EBq per dygn
27 april	cirka 0,15 EBq per dygn
28 april	cirka 0,13 EBq per dygn
29 april	cirka 0,10 EBq per dygn
30 april	cirka 0,08 EBq per dygn
1 maj	cirka 0,08 EBq per dygn
2 maj	cirka 0,15 EBq per dygn
3 maj	cirka 0,19 EBq per dygn
4 maj	cirka 0,27 EBq per dygn
5 maj	cirka 0,30 EBq per dygn

EBq betyder exabecquerel. En exabecquerel är 10181018 becquerel.

En becquerel motsvarar ett radioaktivt sönderfall per sekund. En utsläppstakt på 0,45 EBq betyder alltså att det utsläppta materialet sammantaget hade en aktivitet motsvarande ungefär 450 biljarder sönderfall per sekund.

Det betyder inte att lika många atomer lämnade reaktorn varje sekund. Aktiviteten beror på vilka isotoper som ingick, hur snabbt de sönderföll och hur stor mängd av varje isotop som släpptes ut.

Diagrammet visar två tydliga faser:

Den första, mycket stora toppen kom vid explosionen den 26 april.

Den andra uppgången kom under de sista dagarna av det stora utsläppet, när vindförhållandena hade förändrats.

Inte meningsfullt att räkna i Hiroshimabomber

I dokumentärer och debatter jämförs Tjernobyl ibland med ett visst antal atombomber per dag.

Det kan låta dramatiskt, men jämförelsen är fysikaliskt problematisk.

En kärnvapensprängning mäts vanligen genom den energi som frigörs, exempelvis i kiloton trotyl. Radioaktivitet mäts däremot i becquerel. Dessutom skiljer sig isotopsammansättningen kraftigt.

En atombomb skapar en mycket snabb kärnreaktion och en enorm explosion. Tjernobyl innebar i stället att delar av en reaktorhärd, som hade varit i drift länge och innehöll stora mängder klyvningsprodukter, öppnades mot atmosfären.

Man kan jämföra vissa enskilda isotoper eller den långsiktiga kontamineringen, men det finns ingen enkel och vetenskapligt rättvis omräkning till ”antal Hiroshimabomber”.

Det är bättre att beskriva vad som faktiskt släpptes ut.

Vilka radioaktiva ämnen lämnade reaktorn?

Utsläppet bestod av en blandning av ädelgaser, jod, cesium, tellur, strontium, ruthenium, plutonium och små partiklar av själva kärnbränslet.

OECD:s sammanställning uppskattar bland annat följande totala utsläpp:

Radioaktiv isotop	Uppskattat utsläpp
Xenon-133	cirka 6 500 PBq
Jod-131	cirka 1 760 PBq
Tellur-132	cirka 1 150 PBq
Cesium-134	cirka 54 PBq
Cesium-137	cirka 85 PBq
Strontium-90	cirka 10 PBq

PBq betyder petabecquerel, vilket är 10151015 becquerel.

För cesium-137 uppskattas ungefär 20–40 procent av den mängd som fanns i reaktorhärden ha släppts ut.

De olika ämnena fick betydelse under olika tidsperioder.

Jod-131 – det akuta hotet

Jod-131 har en halveringstid på ungefär åtta dagar.

Det kunde snabbt hamna på betesmarker, i komjölk och därefter i människors kroppar. Eftersom kroppen samlar jod i sköldkörteln kunde radioaktivt jod ge en relativt hög lokal stråldos, särskilt hos barn.

Jod-131 var därför ett av de största hälsoproblemen under de första veckorna och månaderna efter olyckan.

Cesium-134 – viktigt under de första åren

Cesium-134 har en halveringstid på ungefär två år.

Det bidrog tydligt till strålningen under de första åren efter olyckan. Kombinationen av cesium-134 och cesium-137 kunde också fungera som ett slags fingeravtryck som visade att radioaktiviteten kom från en nyligen inträffad reaktorolycka.

Efter nästan fyrtio år har emellertid praktiskt taget allt cesium-134 från Tjernobyl sönderfallit.

Cesium-137 – det långlivade arvet

Cesium-137 har en halveringstid på ungefär 30 år.

Efter trettio år återstår hälften av aktiviteten. Efter sextio år återstår en fjärdedel.

Fyrtio år efter olyckan återstår fortfarande omkring 40 procent av den ursprungliga aktiviteten, om man endast räknar det fysikaliska sönderfallet.

Det är därför cesium-137 fortfarande kan mätas i mark, skogar, sjöar och bottensediment.

Och det är därför den här artikelserien främst handlar om cesium-137.

Hur många dog direkt?

I en dokumentär från Sveriges Radio beskrevs det som att endast ett fåtal personer dog vid själva olyckan och av de direkta strålskadorna.

Det är i grunden korrekt, men formuleringen behöver förklaras.

När Tjernobylolyckans dödstal diskuteras blandas ofta flera olika kategorier ihop:

De som dog av explosionen och de omedelbara skadorna.

De som dog under de följande veckorna av akut strålsjuka.

De som senare kan ha avlidit i cancer eller andra sjukdomar till följd av strålningen.

Det är tre olika frågor.

Två dog i direkt anslutning till explosionen

Två anställda dog i den omedelbara följden av olyckan.

Den ena dödades direkt i samband med explosionerna. Den andra avled kort därefter av svåra brännskador och andra skador.

Men de största akuta strålskadorna drabbade brandmän och kärnkraftverkets personal.

De första brandmännen anlände utan full förståelse för vad som hade hänt. De bekämpade bränder på reaktorbyggnaden och på taken till angränsande byggnader.

På marken och taken låg grafit, bränslefragment och annat starkt radioaktivt material. Många arbetade utan tillräckligt strålskydd och saknade instrument som kunde visa hur extrema doserna var.

134 fick akut strålsjuka

Totalt diagnostiserades 134 personer med akut strålsjuka efter olyckan.

Av dem avled 28 under de följande veckorna och månaderna. Tillsammans med de två som dog i den omedelbara följden brukar man därför tala om omkring 30 direkta eller kortsiktigt konstaterade dödsfall under olyckans akuta fas.

Vad är akut strålsjuka?

Akut strålsjuka uppstår när en person utsätts för en mycket hög stråldos under kort tid.

Strålningen skadar framför allt celler som delar sig snabbt. Det gäller bland annat cellerna i:

• benmärgen,

• mag- och tarmsystemet,

• huden,

• slemhinnorna.

De första symtomen kan vara illamående, kräkningar, huvudvärk och kraftig trötthet.

I vissa fall följer sedan en period då personen tillfälligt verkar må bättre. Men skadorna fortsätter att utvecklas inne i kroppen.

När benmärgen skadas minskar produktionen av vita blodkroppar och blodplättar. Kroppen får då svårt att bekämpa infektioner och stoppa blödningar. Vid mycket höga doser kan även tarmarna, nervsystemet och flera organ förstöras.

Det var denna typ av skador som dödade många av de brandmän och anställda som hade befunnit sig närmast den öppna reaktorn.

”Bara ett fåtal dog” blir ändå missvisande

Det är alltså riktigt att relativt få dog omedelbart vid explosionen.

Men påståendet att ”bara ett fåtal dog av Tjernobyl” blir missvisande om det används som en sammanfattning av hela olyckans hälsokonsekvenser.

De cirka 30 dödsfallen är de fall där sambandet med explosionen eller den akuta strålningen kunnat fastställas direkt.

Siffran omfattar inte eventuella långsiktiga dödsfall bland:

• räddningspersonal och så kallade likvidatorer,

• evakuerade invånare,

• människor som bodde i de mest förorenade områdena,

• personer som senare utvecklade cancer.

Problemet är att en cancersjukdom som uppstår tjugo eller trettio år senare normalt inte kan kopplas till Tjernobyl hos en enskild person.

Samma cancerform kan orsakas av strålning, rökning, ärftlighet, ålder eller andra faktorer.

Forskarna måste därför jämföra stora befolkningsgrupper och försöka beräkna om fler människor insjuknar eller dör än vad som statistiskt hade kunnat förväntas utan olyckan.

Upp till omkring 4 000 bland de mest utsatta

WHO och andra FN-organ har uppskattat att strålningen kan orsaka upp till omkring 4 000 framtida dödsfall bland de mest exponerade grupperna: räddningspersonal från 1986–1987, evakuerade och invånare i de mest kontaminerade områdena.

Detta är en statistisk uppskattning, inte 4 000 individuellt identifierade personer vars dödsorsak kunnat fastställas som Tjernobyl.

Andra studier har kommit fram till högre tal genom att inkludera större geografiska områden och mycket låga individuella doser.

Skillnaderna beror bland annat på vilka befolkningsgrupper som räknas, hur stora doser man antar att de fick och hur man beräknar riskerna vid mycket låga stråldoser.

Den mest rättvisande formuleringen är därför:

Omkring 30 personer dog av explosionen, skadorna och den akuta strålningen under olyckans första tid. De långsiktiga dödstalen är statistiska uppskattningar och betydligt mer osäkra.

Dödstalet under de första veckorna kan alltså inte ensamt användas som mått på katastrofens omfattning.

Tjernobyls särdrag var inte bara hur många som dog omedelbart.

Det var också hur långt radioaktiviteten spreds och hur länge vissa ämnen blev kvar i miljön.

Den första luftmassan gick mot Östersjön

Efter explosionen blåste vinden huvudsakligen mot nordväst och norr.

Den första stora förorenade luftmassan transporterades över Östersjön mot Finland och Skandinavien.

SMHI:s meteorologiska analys visar att en omfattande långväga transport av radionuklider började omedelbart efter olyckan. De första luftmassorna nådde sannolikt sydöstra Sverige tidigt den 27 april. Senare samma dag började höga koncentrationer registreras i östra Svealand.

En vetenskaplig studie av transporten till Finland konstaterar att så kallade heta partiklar observerades redan på kvällen den 27 april både i Nurmijärvi och på Åland.

Heta partiklar är små partiklar med ovanligt hög radioaktiv aktivitet. De kunde bestå av fragment från kärnbränslet eller av ämnen som kondenserat när det heta materialet kylts.

Att sådana partiklar observerades på Åland visar att radioaktivt material faktiskt nådde ögruppen.

Det innebär inte att Åland drabbades lika hårt som de värst utsatta delarna av Sverige eller Finland.

Men det betyder att Åland inte låg utanför det radioaktiva molnets väg.

Varför regnet blev avgörande

Radioaktiva ämnen transporterades både som gaser och bundna till mycket små partiklar i luften.

En del föll långsamt till marken genom så kallad torrdeposition. Det kunde ske även utan regn.

Men när den förorenade luftmassan mötte nederbörd ökade nedfallet kraftigt.

Regndropparna fångade upp partiklar och lösliga ämnen och förde dem ner till marken eller havsytan. Detta kallas våtdeposition.

SMHI:s analyser visar att huvuddelen av cesiumnedfallet i de mest drabbade svenska områdena var starkt kopplat till regnet den 28–30 april.

Det förklarar varför nedfallskartan blev så ojämn.

Två platser med relativt kort avstånd mellan sig kunde få helt olika nivåer. Det avgörande var inte bara hur långt området låg från Tjernobyl, utan om det regnade när den mest förorenade delen av luftmassan passerade.

På Åland föll inte motsvarande kraftiga nederbörd under den mest kritiska första passagen.

Därför blev nedfallet på åländsk landyta betydligt mindre än i de värst drabbade områdena i bland annat Sverige och Finland.

Åland hade tur.

Men detta betyder inte att ingen radioaktivitet nådde Åland eller havet runt omkring.

Molnet kom inte bara en gång

Den animering jag hittade på Youtube gav intrycket av att molnet rörde sig fram och tillbaka över Åland.

Vetenskapligt är det bättre att uttrycka det något mer precist.

Det var inte nödvändigtvis exakt samma sammanhängande moln som vände och återkom över samma plats. Det handlade om ett långvarigt utsläpp och flera förorenade luftmassor som följde olika vindbanor.

Under de första dygnen gick transporten huvudsakligen norrut och nordväst över Östersjön.

Senare ändrades vindarna. Radioaktiviteten transporterades då över andra delar av Sovjetunionen, Centraleuropa, Medelhavet och Västeuropa.

Men reaktorn fortsatte att släppa ut radioaktivt material.

När vindarna åter ändrade riktning fördes nya utsläpp norrut mot Skandinavien. SMHI:s analyser visar två tillfällen då radioaktiva luftmassor passerade Skandinavien. Den andra episoden inträffade omkring den 8–10 maj och härrörde huvudsakligen från utsläpp flera dagar efter explosionen.

Det gör den vanliga berättelsen om Åland ofullständig.

Det var inte bara ett moln som passerade en gång. Det var ett utsläpp som fortsatte under ungefär tio dygn, samtidigt som vindarna ändrade riktning.

Att det inte regnade kraftigt över Åland vid den första och mest betydelsefulla passagen minskade nedfallet på land.

Men radioaktiva luftmassor nådde området mer än en gång.

Land och hav är inte samma sak

När man säger att Åland undgick det värsta nedfallet tänker man vanligen på radioaktivitet som föll på åländsk mark.

Men Norrhavet och havsområdena runt Åland är inte land.

Radioaktiva ämnen kunde falla direkt på havsytan genom både våt och torr deposition. Östersjön fick också senare ta emot radioaktivitet som först hade fallit över avrinningsområdet och därefter transporterades ut genom älvar, vattendrag och erosion.

Det innebär att två påståenden kan vara sanna samtidigt:

Åland kan ha undgått de största regnrelaterade nedfallen på land.

Samtidigt kan Östersjön och havsområdena runt Åland ha tagit emot betydande mängder radioaktivitet.

Efter olyckan fanns höga koncentrationer av cesium-137 i ytvattnet i norra Östersjön, särskilt i Bottenhavet, Ålands hav och Finska viken.

Med tiden sjönk koncentrationerna i vattnet.

Men det betydde inte att allt cesium hade lämnat Östersjön.

Cesiumet bytte plats

Cesium kan förekomma löst i vattnet, men en del binds till små mineralpartiklar och organiskt material.

Partiklarna sjunker så småningom till botten.

På hårda bottnar och i områden med starka strömmar kan materialet flyttas vidare. Men i djupa, lugna och mjuka ackumulationsbottnar kan det stanna kvar och gradvis täckas av nya sedimentlager.

Det är så Tjernobylolyckan fortfarande kan avläsas i havsbottnen.

Cesium-137 från 1986 fungerar i dag som en tidsmarkör i sedimentkärnor. När forskarna hittar den tydliga cesiumtoppen kan de identifiera vilket lager som motsvarar olycksåret.

I vissa undersökningar har 1986 års lager legat omkring 20 centimeter under dagens bottenyta. Men djupet varierar kraftigt beroende på sedimenttillväxt, strömmar, bottendjur och om bottnen har störts.

Det som föll från himlen 1986 har alltså inte nödvändigtvis försvunnit.

En del har flyttats:

från reaktorn till atmosfären,

från atmosfären till marken och havet,

från havsvattnet till sedimenten.

Och där ligger det fortfarande.

Den synliga olyckan och det osynliga arvet

Tjernobyl var inte en katastrof där tusentals människor föll döda på plats.

De akuta dödsfallen drabbade framför allt en relativt liten grupp anställda och brandmän som befann sig mycket nära den öppna reaktorn.

Men radioaktiviteten spreds över ett enormt område.

Jod-131 skapade ett akut problem under de första veckorna.

Cesium-134 bidrog till strålningen under de första åren.

Cesium-137 blev kvar i marken, skogarna, sjöarna och Östersjön.

När jag 1986 stod i klassrummet i Kyrkby högstadium handlade frågan framför allt om det radioaktiva molnet och om vad som kunde falla ner över Åland.

Nästan fyrtio år senare är frågan en annan:

Vad hände med det som faktiskt föll ner?

I havet är en del av svaret att det hamnade i bottensedimenten.

Det är där berättelsen om Norrhavet börjar.

Inte bara uppe i det radioaktiva molnet.

Utan nere i de lager som molnet efterlämnade på havsbottnen.