[Publieksinfo - Hoofdpagina] > [Straling in en om het huis - Rookgasdetectoren]

Nederlands

• De meeste rookdetectoren bevatten een kunstmatig geproduceerd radioisotoop: americium-241.
• Americium-241 wordt gemaakt in kernreactoren en is een vervalproduct van plutonium-241.
• Rookdetectoren met americium zijn in staat heel kleine hoeveelheden rookdeeltjes te detecteren en kunnen daardoor tijdig waarschuwen bij brand en zo levens redden.

Rookdetectoren zijn belangrijke instrumenten om de veiligheid in huis te vergroten, zij hebben duidelijk potentieel om levens en eigendommen te redden. Er zijn twee typen detectoren beschikbaar op de consumenten markt.

Het eerste en meest gebruikte type gebruikt de straling van een kleine hoeveelheid radioactief materiaal om de aanwezigheid van rook- of warmtebronnen te detecteren. Deze zogenoemde "ionisatiekamer rookdetectoren" zijn het populairste, omdat ze goedkoop zijn en een groter toepassingsbereik hebben dan het andere type.

Het tweede type heeft geen radioactief materiaal; het gebruikt een fotoelectrische sensor om de verandering in lichtniveau te meten, die optreedt bij rookvorming. Dit type is momenteel duurder m.b.t. aankoop en installatie en (tot nu toe) minder effectief. Dit type wordt in dit verhaal verder niet behandeld.

Americium

Het belangrijke ingrediënt van rookdetectoren voor huishoudelijk gebruik is een zeer kleine hoeveelheid (<35 kBq) van americium-241 (Am-241). Dit element werd een halve eeuw geleden ontdekt tijdens het Manhattan Project in de USA. Het eerste americium werd geproduceerd door bombardering van plutonium met neutronen in een nucleaire reactor bij de Universiteit van Chicago (USA).

Het chemische element americium heeft atoomnummer 95 en een gemiddeld atoomgewicht van 243. Americium is een zilverachtig metaal, dat blootgesteld aan de lucht langzaam dof wordt. Het is oplosbaar in zuur. De meest stabiele isotoop van americium is Am-243, dit heeft een halfwaardetijd van meer dan 7500 jaar, alhoewel Am-241, met een halveringstijd van 432 jaar, het eerste americiumisotoop was dat werd ontdekt.

Americium oxide, AmO₂, werd voor het eerst aangeboden door de US Atomic Energy Commission in 1962 en de prijs van US$ 1500 per gram is sindsdien nauwelijks veranderd. Eén gram americium oxide geeft genoeg activiteit om meer dan 5000 rookdetectoren voor huishoudelijk gebruik te kunnen maken.

Americium (in combinatie met beryllium) wordt ook gebruikt als neutronenbron niet-destructieve materiaaltesten toe tepassen voor machines en andere uitrustingen, en om dichtheidsmetingen te doen in de glasindustrie. Echter, de meest voorkomende toepassing is als ionisatiebron in rookdetectoren, en het grootste deel van de paar kilogram americium die ieder jaar gemaakt wordt, is voor deze toepassing bedoeld.

Vorming van americium

Plutonium-241, dat circa 12% uitmaakt van de één procent plutonium in gebruikte splijtstof van kerncentrales , heeft een halfwaarde tijd van slechts 14 jaar, waarbij het vervalt tot Am-241 door emissie van beta deeltjes. Am-241 heeft een halfwaardetijd van 432 jaar, waarbij het alfa deeltjes uitzendt (zie boven) om uiteindelijk over te gaan in neptunium-237.

Gebruik van rookdetectoren

Americium-241 zendt alfa deeltjes uit en gammastralen van lage energie. De alfa deeltjes worden geabsorbeerd in de detector zelf, en komen dus niet buiten de detector. De meeste gammastralen komen wel buiten de detectorbehuizing, maar zijn bij de toegepaste hoeveelheid americium onschadelijk. Het americium is in een vaste, chemisch-stabiele oxidevorm aanwezig in de detector.

De alfa deeltjes uitgezonden door Am-241, botsen met zuurstof en stikstof in de lucht, die zich in de ionisatiekamer bevindt, waarbij electrisch geladen deeltjes gevormd worden die wij ionen noemen. Een lage spanning is aangebracht over de ionisatiekamer (middels een batterij) om de ionen voort te stuwen, waardoor een constante kleine electrisch stroom gaat stromen tussen twee electrodes. Wanneer nu rook de ionisatiekamer binnendringt, en tussen de electrodes komt, dan wordt de alfa straling geabsorbeerd door rookdeeltjes. Dit heeft tot gevolg dat de ionisatie af neemt, er minder ionen komen en daarmee de electrische stroom afneemt, waarna een alarm wordt geactiveerd.

De alfa deeltjes van de rookdetector zijn op zich zelf niet gevaarlijk voor de gezondheid, omdat ze geabsorbeerd worden door de lucht en/of de onderdelen van de detector.

Americium-241 is echter wel een in potentie gevaarlijk isotoop wanneer het in het lichaam wordt genomen door bijvoorbeeld 'opeten' of opdrinken van een opgeloste vorm. Het zendt zowel alfa als gammastraling uit en het zou zich kunnen concentreren in de botten. Echter opeten van het radioactieve materiaal van de rookdetector zou niet leiden tot een significante interne absorptie van Am-241, omdat het toegepaste americiumdioxide onoplosbaar is. Het zal dan het spijsverteringkanaal passeren, zonder een grote stralingsdosis te veroorzaken.

De stralingsdosis aan de bewoners van een huis door de rookdetector is vrijwel nul, en zeker veel lager dan de dosis uit de natuurlijke achtergrondstraling. Aan de andere kant is het vermogen om levens te redden een veel belangrijkere eigenschap van rookdetectoren, zoals wereldwijd is aangetoond bij branden in woonhuizen. Het vroegtijdig waarschuwen door de detector na rookontwikkeling heeft vele levens gered.

Eisen aan rookdetectoren

Rookdetectoren moeten zijn gelabelled of in de bijgeleverde instructie vermelden:

• waarschuwing dat detector radioactief materiaal bevat;
• de identiteit en de hoeveelheid toegepast radioactief material in de bron; en
• een tekst dat de detector kan geretourneerd worden aan leverancier of fabrikant voor afvalverwerking.

Nieuwe ontwikkelingen t.a.v. regelgeving
De overheid heeft besloten dat er binnen enkele jaren geen rookdetectoren meer verkocht mogen worden die radioactief materiaal bevatten. De alternatieven die op basis van de wat duurdere optische systemen werken, worden als goed genoeg beschouwd om de conventionele detector te vervangen.

back to top of page

 
NRG, Postbus 25, NL-1755 ZG Petten, Nederland, Tel +31-224564950, Fax +31-224568912
Informatie: info@nrg.eu
Update 25 oktober 2002