Over 500 atombomber har blitt sprengt i jordens atmosfære mellom 1945 og 1980. Noen av disse bombene skapte de kraftigste eksplosjonene som menneskeheten har klart å produsere.

Cato Wendel, forsker ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU) har prøvd å finne ut hvor de radioaktive sporene på norsk jord kommer fra, hvordan radioaktiviteten har spredd seg og hvilke områder i Norge som fikk mest nedfall.

• Les også: Lokal atomkrig gir global klimaendring

Atmosfæriske tester

De fleste atomprøvesprengningene har foregått dypt under bakken. Da kan eksplosjonene kontrolleres, og alt radioaktivt materiale holdes langt under jordoverflaten.

Fra 1945 til 1959 og i 1961-1962 var det fritt fram for prøvesprengninger over bakken. Atombomber ble testet under mange forskjellige forhold: på bakken, i lufta, oppe i stratosfæren og til og med i verdensrommet.

De atmosfæriske prøvesprengningene ble delvis stoppet i 1963 av den delvise prøvestansavtalen, selv om Kina og Frankrike ikke undertegnet avtalen og fortsatte prøvesprengningene fram til slutten av 1970-tallet.

Ifølge avtalen skulle testingen i atmosfæren og verdensrommet opphøre, blant annet på grunn av helsebekymringer rundt radioaktivt nedfall.

Se bilder fra amerikanske atomprøvesprengninger og intervju med Cato Wendel i videoen under.

Arkivbilder fra US Department of Energy, CC0 1.0 Universal

Det skjer mye inne i hjertet av en atombombe når den eksploderer. Den første eksplosjonen i bomben starter en kjedereaksjon som splitter plutonium eller uran ved fisjon. For hvert atom som splittes, slippes det ut store mengder energi, så bombene utvikler enormt mye sprengkraft fra relativt lite materiale.

De kraftigste atomvåpnene menneskeheten har produsert, er termonukleære våpen, også kalt hydrogenbomber. Disse bruker en kombinasjon av fisjon og fusjon for å oppnå svært ødeleggende eksplosjoner.

Spredningen

– Når en stor eller mellomstor atombombe eksploderer over jordoverflaten, utvikler det seg en kjempevarm gassky som stiger opp i atmosfæren, sier Cato Wendel.

– Disse bombene er store nok til å føre små partikler helt opp i stratosfæren.

Partikler og flak av mange forskjellige størrelser danner seg under en detonasjon. De består blant annet av støv som har blitt radioaktivt av eksplosjonen, og partikler fra selve bombematerialet.

 De tyngste faller ned i nærheten av stedet hvor bomben gikk av, men lette og små partikler kan bli spredd oppover i jordas atmosfære. Her kan partiklene bli i flere år mens de blir med været og luftstrømmene rundt jordkloden, hovedsakelig på den halvkulen hvor bomben gikk av.

Partiklene blir fordelt jevnt utover og faller ned som et teppe over den samme halvkulen. Så kan de lande i helt andre deler av verden, hvor de for eksempel blir tatt med ned til jorda med regndråper.

Dette kalles globalt nedfall, og det aller meste kommer fra prøvesprengingene som ble gjort av USA og Sovjetunionen, siden de gjorde flest prøvesprenginger i denne perioden.

Hvor i Norge?

– Det meste av nedfallet som kom til Norge, har falt ned i områder med mye nedbør, spesielt langs vestkysten som Bergen, Sløvåg og Svolvær, forteller Wendel.

Det meste av nedfallet blir bundet opp i regn eller snø, og blir dratt ned til jorden, mens noe daler ned på egen hånd.

Wendel har undersøkt jordprøver fra hele landet som ble samlet inn i 1990 og 2005, og målt hva slags radioaktivitet det er i disse prøvene.

Han har også undersøkt gamle luftfiltre som ble satt opp på 1950- og 60-tallet for radioaktive partikler fra prøvespregninger som kan ha landet på norsk jord, samt jordprøver fra hele landet som ble tatt i 1990 og 2005.

– Luftfiltrene ble satt opp på amerikansk initiativ, siden de gjerne ville vite hva som skjedde på den sovjetiske siden av grensen, sier Wendel.

Luftprøvene ble også brukt til å måle strålingen som partiklene førte med seg.

Atomisk detektivarbeid

Wendel har spesielt underøkt isotoper av plutonium (PU), som enten brukes som brensel for eksplosjonene eller som dannes i selve eksplosjonen.

Et isotop er en endret versjon av et grunnstoff, som har et annet antall nøytroner i kjernen enn det opprinnelige grunnstoffet.

Wendel har sett på noe av det vanligste nedfallet fra atomprøvesprengninger, nemlig plutoniumisotopene 239Pu og 240Pu.

Forskjellige forhold mellom disse plutoniumisotopene kan si noe om hvor liten eller stor atomprøvespregningen var, eller om de kommer fra utslipp etter en atomulykke, som for eksempel Tsjernobyl.

Ved å se på forholdet mellom disse isotopene, er det mulig å spore materialet tilbake til selve prøvesprengingen, ved hjelp av historisk værinformasjon og datamodeller.

For å finne ut hva slags isotoper som kom til Norge fra prøvesprengningene, brukte Cato Wendel Akselererator Massespektroskopi (AMS). Atomer av materialet som skal analyseres, som partiklene fra luftfiltrene, tilføres energi og slik at atomene sendes opp i veldig høye hastigheter.

Partiklene bøyes av i elektromagnetiske felt, hvor lette og tunge atomer, som plutonium, vil avbøyes forskjellig. Dermed er det mulig å skille isotopene fra hverandre, selv i bitte små mengder.

Rett fra Sovjet

I 1962 ble det smelt av en liten atombombe ved det sovjetiske testområdet Semipalatinsk i nåværende Kasakhstan. Sporene etter akkurat denne prøvesprengningen dukket opp i undersøkelsene til Wendel.

– Prøvesprengningen skjedde på et tidspunkt da værforholdene lå helt til rette for at partiklene skulle fraktes til Norge.

Vanligvis blåser vinden østover, så nedfallet som havner her, går rundt hele jorden og blir spredd jevnt utover. Akkurat ved denne prøvesprengningen blåste vinden vestover mot Norge.

Dermed ble også radioaktiviteten i lufta høyere akkurat rundt denne perioden, samtidig som forholdet mellom plutoniumisotopene stemte med denne detonasjonen.

Sannsynligvis kommer en god del av nedfallet i Norge fra den tidligere Sovjetunionen. På øya Novaja Semlja i Nord-Russland ble Sovjetunionens største atombomber testet. Øya ligger rundt 100 mil fra Finnmark, men Wendel har aldri påvist direkte nedfall fra disse testene.

Ikke helseskadelig

Men hva slags eventuelle helseeffekter eller miljøforurensing har dette nedfallet?

– Det er veldig lave konsentrasjoner av plutonium etter atomprøvespregningene, sier Astrid Liland, forsker i Statens strålevern.

– Plutonium er ikke farlig utenfor kroppen, men kan være farlig hvis du får det inn i kroppen. Selv i det verst tenkelige tilfellet hvor et barn skulle spise jord med slike plutoniumrester som i Norge, vil ikke dette gi farlige høye strålingsnivåer.

Liland forteller også at plutonium er et tungmetall som i liten grad tas opp i næringskjeden, og derfor ikke gir stråledoser til den norske befolkningen. 

Selv om konsentrasjonene var høyest på Vestlandet, er det fortsatt snakk om veldig små og ufarlige mengder.

Mest fra Tsjernobyl

Det meste av den radioaktive forurensingen i Norge kommer fra Tsjernobylulykken i Ukraina i 1986.

Da ble mange radioaktivte stoffer, blant annet cesium-137 og -134 fra reaktorlekkasjen og brannen i Ukraina, spredd utover Nord-Europa.

– Cesium ligner på det essensielle grunnstoffet kalium, som blir tatt opp av planter. Deretter kan det tas videre opp i dyr og mennesker. Plutonium derimot, ligner ikke på noe annet grunnstoff og tas derfor ikke opp i næringskjeden, sier Liland.

Selv om det snart er 30 år siden Tsjernobyl-ulykken, blir det fortsatt gjort tiltak i landbruk og reindrift for å begrense opptak av radioaktivt cesium i melk og kjøtt.

I år har det vært spesielt mye radioaktivitet i norske beitedyr. Dette skyldes mye sopp på beitene, og soppen inneholder mye cesium.

På tross av at radioaktivitet har spredd seg som følge av nedfallet fra Tsjernobyl, er det foreløpig ikke påvist at dette har hatt noen helseeffekter for folk i Norge som har vært utsatt for strålingen.

Det er for eksempel ikke påvist høyere kreftforekomst hos reindriftsutøvere i Norge, hverken fra bombenedfall eller Tsjernobyl-forurensning, ifølge Miljøstatus Norge.

Det har blitt slått fast at 4000 barn døde av kreft i skjoldbruskkjertelen i Ukraina, Hviterussland og Russland etter Tsjernobyl-ulykken. Barna ble utsatt for radioaktive isotoper av jod fra utslippet, som falt ned i områdene rundt Tsjernobyl.

Jodisotopen har en halveringstid på åtte dager, så stoffet forsvinner relativt raskt fra naturen.

Radioaktive cesiumisotoper og andre radioaktive stoffer kom også med nedfallet fra atomprøvesprengningene, men i mye mindre konsentrasjoner enn fra Tsjernobylulykken.

Blir i tusenvis av år

Selv om Plutonium gir svært lite stråling og finnes i små mengder, vil det bli i naturen i svært mange år framover.  239Pu har en halveringstid på over 6000 år, og 240PU halveres på 24 000 år.

Kunnskapen fra doktorgraden skal også kunne brukes til å lage mer nøyaktige modeller for hvordan radioaktivt nedfall kan spres i jordas atmosfære, både fra eksplosjoner og fra atomulykker.

Og det er nesten umulig å gjøre en prøvesprengning over bakken uten at det blir oppdaget i dag, med så sensitive måleapparater som forskerne har til rådighet, både for å oppdage partikler og rystelser fra prøvesprengingene.

Prøvestansavtalen ble undertegnet i 1996, og de fleste atommaktene sluttet med prøvesprenginger på 90-tallet. Den siste, kjente prøvesprengningen skjedde i 2013, hvor Nord-Korea testet en atombombe i en underjordisk eksplosjon.

Referanser:

Cato Wendel, m.fl: Long-range tropospheric transport of uranium and plutonium weapons fallout from Semipalatinsk nuclear test site to Norway.

Source identification of Pu and 236U deposited on Norwegian territories – Cato Wendels doktorgrad

Partial Test-ban treaty, 1963

Medisinske konsekvenser av Tsjernobyl-ulykken – Tidsskriftet for den norske legeforening