Untitled Document
"Stralingsbescherming van het
nieuwe Cyclotron minstens zo goed als nu"
Cyclotron/Gerard Verhoogt
Foto's/Bart van Overbeeke
"Bij het ontwerp van het nieuwe Cyclotron gebruiken
we de huidige kennis om te zorgen dat we over veertig jaar, als
het nieuwe Cyclotron wordt ontmanteld, zo weinig mogelijk afval
produceren. We gebruiken bijvoorbeeld materiaal dat zo weinig
mogelijk kobalt-houdend ijzer bevat, omdat dat gevoelig is voor
de vorming van radioactieve stoffen. Om dezelfde reden zit er
in het beton zo weinig mogelijk natrium. In de versnellerbunkers,
met muren van twee tot tweeënhalve meter dik, is het de bedoeling
dat de eerste vijftig centimeter wordt opgebouwd uit blokken.
Die zijn later makkelijk te scheiden van de rest, zodat er veel
minder radioactief afval zal zijn", vertelt ir. Chris Huyskens,
hoofd van de Stralings Beschermings Dienst. De SBD is vanaf het
begin bij het ontwerp van het nieuwe Cyclotrongebouw op de TU/e-campus
betrokken. Huyskens garandeert een niveau van stralingsbescherming
voor mens en omgeving dat minstens zo goed is als nu.
 Op 27 september werd de eerste
steen gelegd voor het nieuwe Cyclotrongebouw, de oplevering is
gepland rond juli 2002. Dan moet het cyclotron (het apparaat)
worden opgebouwd, ingesteld en gevalideerd. Daarnaast moeten de
laboratoria van Amersham-Cygne nog worden geïnstalleerd,
zodat in januari 2003 alles bedrijfsklaar is.
De vervanging van het oude cyclotron was noodzakelijk omdat het
huidige toestel na veertig jaar verouderd is. Reden voor een nieuw
gebouw was de uitbreiding van de productie door de gestegen vraag
naar radio-isotopen. Enerzijds wordt het aantal wetenschappelijke
programma's uitgebreid, anderzijds heeft het bedrijf Amersham-Cygne
extra capaciteit nodig voor de productie van DaTSCAN. Dat is een
veelbelovend farmacon met kortlevende radioactiviteit voor nucleair
geneeskundige diagnostiek bij de Ziekte van Parkinson.
De SBD waakt over de veiligheid van alles wat met straling te
maken heeft en niet alleen bij het Cyclotron. Ook op faculteiten
als Natuurkunde, Werktuigbouwkunde, Scheikunde en Biomedische
Technologie wordt met ioniserende straling of radioactieve stoffen
gewerkt. Daarnaast fungeert ook het Athene-gebouw als 'hotel-laboratorium'
voor diverse radiologische experimenten en toepassingen van straling.
Maatgevend voor het werk van de SBD is de Kernenergiewet. Huyskens:
"Het principe van die wet is 'U mag niets, tenzij u een vergunning
heeft en goed zorgt voor stralingsbescherming'. De wet veronderstelt
grote deskundigheid en de SBD doet dit op de TU/e zodat de overheid
vergunningen kan afgegeven. Het is de taak van de SBD te zorgen
voor de veiligheid en gezondheid van de medewerkers in het Cyclotrongebouw
én van mens en milieu daarbuiten".
 Verantwoordelijkheid
Het gaat bij de nieuwbouw voor het Cyclotron eigenlijk om twee
projecten die in hetzelfde gebouw plaatsvinden. Wat betreft de
functionaliteit en voorzieningen gaat het om twee gebouwen in
één omhulling. Enerzijds komt er een nieuwe cyclotroninstallatie,
anderzijds komt er een laboratorium waar Amersham-Cygne radiofarmaca
produceert. Door beide functies in het nieuwe gebouw te concentreren,
is de transportlijn tussen bestralingen en productie zo kort mogelijk.
Het oude Cyclotrongebouw wordt niet afgebroken, maar gerenoveerd.
Zowel bij de nieuwbouw als de renovatie is de TU/e opdrachtgever
en die houdt ook de verantwoordelijkheid voor de organisatie,
bedrijfsvoering en veiligheid. Het Cygne-deel is gezamenlijk opgezet,
maar hier is de TU/e eveneens de opdrachtgever. Deze opzet vergemakkelijkte
het werk van de SBD, omdat die zo de benodigde maatregelen door
kon voeren. Dat ging volgens Huyskens en projectleider ir. Gilles
Moerdijk in goed overleg met Amersham-Cygne, net als in voorgaande
jaren. Want Cygne werd twintig jaar geleden aan de TU/e opgezet
door emeritus professor Henk Hagendoorn, professor Jeroen de Goeij
en hun afstudeerders, de latere directeuren. Momenteel werkt het
al zo'n vijftien jaar als zelfstandig bedrijf. Cygne bestreek
al een groot deel van de markt voor radio-farmaca in Europa, maar
door hun verbintenis met Amersham wordt dat veel groter en kan
het bedrijf nieuwe farmaca ontwikkelen.
Wettelijke regels
Wat was essentieel bij het ontwerp als je het hebt over veiligheid?
Huyskens: "Je moet voorkomen dat stralenbundels het bunkercompartiment
verlaten of dat er radioactieve stoffen naar buiten komen. Dat
bepaalde voor een groot gedeelte het ontwerp van het gebouw. Daarmee
moest de architect aan de slag, terwijl Tebodin, een advies- en
ingenieursbureau, de totale regie voerde".
"Vaktechnisch gezien is dit een zeer interessant project",
vervolgt Huyskens. "Het is groot en multidisciplinair en
je moet van meet af aan ver vooruitdenken. Het gaat ons om het
voorkomen van ongelukken en om de veiligheid van mensen in het
Cyclotron (medewerkers, studenten, promovendi) en daarbuiten.
Dat vertaal je naar concrete ontwerpcriteria die zijn toegespitst
op de minimale niveaus van straling die buiten de afscherming
mogen doordringen. Waarbij we ervoor zorgen dat de bescherming
van mens en milieu minstens even goed is als in de huidige toestand.
En die is al beter dan de wettelijk voorgeschreven regels."
Projectleider Moerdijk: "De veiligheidsvoorzieningen en de
technische inrichting zijn afhankelijk van het soort cyclotron
en hoe je ermee gaat werken".
Huyskens: "Die keuze maakte de groep van prof.dr. Martien
de Voigt. Het gebruik van het cyclotron is tweeledig, voor de
productie van radiofarmaca en voor wetenschappelijk onderzoek
en onderwijs; die twee mogen elkaar niet storen".
Moerdijk: "Onderwijs en onderzoek hebben een andere opzet
en soms een andere regelgeving dan de productie van farmaca".
Huyskens: "Bij onderwijs en onderzoek ligt de nadruk op de
milieu- en arboregels die de bescherming van de mens centraal
stellen, terwijl bij farmaca-productie ook de kwaliteit van het
product bewaakt moet worden. Daarom is het ontwerp van bijvoorbeeld
ventilatiesystemen voor een farmaceutisch laboratorium ingewikkelder
dan voor een onderzoekslaboratorium".
 Huyskens en Moerdijk schetsen drie
van de veiligheidsaspecten die belangrijk zijn bij het ontwerp
van een cyclotroninstallatie.
Het eerste betreft de straling die wordt opgewekt bij het gebruik
van versnellers die deugdelijk moet worden afgeschermd. Huyskens:
"Ik mag niet zeggen dat je het restniveau daarvan helemaal
tot nul kunt terugbrengen. Dan krijg je een wetenschappelijke
discussie over wat precies nul is. Maar het rest-risico is nihil.
Wat er door de muren kan 'lekken', is tot het meest aanvaardbare
niveau teruggebracht en dat is lager dan de wettelijke norm, evenals
bij het huidige Cyclotron. Overigens vind ik de term 'meest aanvaardbare
norm' heel technocratisch; de belevingswaarde die buitenstaanders
hierbij hebben, is heel anders dan de technische betekenis. Het
is dan ook een soort trots binnen ons vakgebied om te streven
naar ALARA (As Low As Reasonably Achievable); dit mikt erop elk
restrisico zo laag mogelijk te krijgen als redelijkerwijs haalbaar".
Ten tweede zijn er de radioactieve stoffen.
Huyskens: "Het gaat hier om kort levende radionucliden voor
de nucleaire geneeskunde en wetenschappelijk onderzoek. Het voordeel
van deze stoffen is dat ze snel uitgewerkt zijn, variërend
van een fractie van een seconde tot enkele uren of dagen. Bovendien
hebben dergelijke stoffen een zeer lage stralingswaarde. Voor
patiënten betekent dat een lage stralingsdosis. En voor de
betrokken werkers en het milieu zijn de stralingsrisico's goed
te beheersen, ruim binnen de wettelijke beschermingsnormen.
Ook de afvalstroom is goed te beheersen; het overgrote deel van
de reststoffen gaat pas de deur uit als het is vervallen en dus
niet meer stralingsactief is. Een kleine hoeveelheid laag-radioactief
afval blijft over. We praten dan over enkele vaten van honderd
liter per jaar, die naar de Covra (Centrale organisatie voor radioactief
afval) in Borsle gaan. Desalniettemin moet je daar permanent bewust
mee omgaan. We attenderen afstudeerders, medewerkers en promovendi
daar ook op, zodat ze er bij de voorbereiding van hun onderzoek
bij stilstaan dat ze zo weinig mogelijk afval produceren".
Het derde risico is de kans op ongelukken. Huyskens: "Dat
voorkom je door technische maatregelen zoals automatische besturing
van het hele bestralingsproces. Als je vraagt wat het meeste kwaad
kan, dan is dat de aanwezigheid van mensen in een ruimte waar
de stralingsbundel is. Dat is dodelijk. Om dat te voorkomen, hanteren
we een ruimte-beveiligingssysteem in combinatie met automatische
veiligheidsregelingen in de procesbesturing en strikte werkvoorschriften.
Zo maken de operateurs gebruik van verschillende sleutels die
door meerdere personen tegelijk gebruikt moeten worden. Op die
manier wordt de versneller pas ingeschakeld als er geen mensen
binnen kunnen komen of binnen zijn".
Lekkage
Moerdijk: "We hebben er bewust voor gekozen meerdere, onafhankelijke,
besturingsystemen te gebruiken: mechanisch, elektrisch en met
de computer. En bij het voorkomen van ongelukken met radioactieve
stoffen hoort ook het goed borgen van de materialen".
Huyskens: "Die zijn zo beveiligd dat ze niet toevallig open
kunnen gaan of kapot kunnen vallen. Mocht dat onverhoopt toch
gebeuren, dan zit er een extra isolatievat omheen dat lekkage
voorkomt. Kortom, het gevaar is niet nul, maar wel extreem laag,
ook bij externe gebeurtenissen als stroomuitval".
Moerdijk: "Dan schakelt het nood-
aggregaat van de TU/e zich in, maar het duurt een aantal seconden
voor dat werkt. Om dat te overbruggen, hebben we een extra noodstroomvoorziening".
Huyskens: "Mocht zoiets gebeuren dan schakelt alle apparatuur
acuut automatisch terug naar de veilige toestand en wordt de versneller
uitgeschakeld. Deze wordt pas weer ingeschakeld als alles honderd
procent veilig is, desnoods ten koste van een onderzoek. Dat moet
dan maar opnieuw opgestart worden".
Moerdijk: "Ook de ventilatie in het gebouw wordt na storingen
niet meteen herstart, maar pas als zeker is dat er geen radioactieve
stoffen naar buiten kunnen lekken. De beveiliging garandeert de
isolatie zonder dat daar mensen voor nodig zijn".
Het werk van de SBD stopt echter niet als de bouw van het Cyclotron
voltooid is; monitoring blijft altijd noodzakelijk. Op verschillende
manieren zal, net als nu, permanent op straling gemeten worden
door een netwerk van meetapparatuur in en om het Cyclotrongebouw./.
Het nieuwe Cyclotron: Een bunkerachtig,
geheimzinnig gebouw
Ir. Erik Knippers van bureau Wouda (Utrecht) studeerde architectuur
aan de TU/e (van 1981 tot 1988) en is de ontwerper van het nieuwe
Cyclotrongebouw. In hoeverre werd zijn ontwerp beïnvloed
door de veiligheidseisen die bij zo'n gebouw horen?
Knippers: "Voor een groot deel. Toen we begonnen, lag de
plattegrond voor het nieuwe gebouw al grotendeels vast. Het Cyclotron
moest zo ver mogelijk van de openbare weg worden gebouwd."
In eerste instantie ging het om twee gebouwen, namelijk de versnellerruimte
en het laboratorium van Amersham-Cygne. Knippers maakte er één
gebouw van.
"De TU/e wilde een blikvanger op deze plaats, omdat het grenst
aan een belangrijk ontsluitingspunt in het Masterplan. En tegenover
het enorme gebouw van buurman TNO zouden twee aparte gebouwtjes
wegvallen. Daar komt bij dat je, architectonisch gezien, niet
duidelijk kunt maken wat er in de gebouwen gebeurt, je kunt het
alleen suggereren. Daarom is gekozen voor een huid die de twee
bouwdelen afdekt en samenvoegt tot een bunkerachtig, geheimzinnig
gebouw."
Het bestaande gebouw krijgt, behalve een nieuw interieur ook een
nieuwe gevelbekleding van donkergrijze metallic golfplaat. Het
dak en de gevel van het nieuwe Cyclotron worden van aluminium
felsplaat, met een zinken buitenlaag.
Knippers: "Dat versterkt het gevoel van zwaarte. Bovendien
wordt dit materiaal op een mooie manier oud en houdt het iets
puurs. Ik wilde graag lood gebruiken, maar dat bleek niet haalbaar.
Dit materiaal is een goed alternatief".
Het oude en nieuwe
cyclotron
Met het cyclotron (het apparaat) worden radio-isotopen geproduceerd.
Een deel daarvan is bedoeld voor wetenschappelijk onderzoek, het
andere deel wordt verkocht aan het bedrijf Amersham-Cygne. Voor
deze commerciële activiteiten is Accellerator Technologies
BV opgericht, dat onder de TU/e-holding valt. Zo is de exploitatie
van het Cyclotron gedekt voor de komende tien jaar. Daarna kan
de TU/e vrij beschikken over de versnellers, dat wil zeggen dat
de investering zich volledig heeft terugbetaald.
In het nieuwe Cyclotrongebouw komen het nieuwe cyclotron en het
laboratorium voor experimenten en onderzoek. Daarnaast komt er
nog het nieuwe laboratoriumgebouw in, dat Amersham-Cygne van de
TU/e huurt.
In het gerenoveerde Cyclotrongebouw blijft het oude cyclotron
in bedrijf tot het nieuwe toestel in werking is, daarna wordt
het verkocht of ontmanteld. Tevens komen in het nieuwe pand de
lineaire deeltjesversnellers te staan (een singletron en twee
LINACS) en laseropstellingen voor onderzoek van de TU/e. En Amersham-Cygne
gebruikt een deel van de kantoren in het gerenoveerde Cyclotrongebouw.
Van de twee nieuwe versnellers vervangt één het
oude cyclotron. Het nieuwe cyclotron levert ongeveer dezelfde
energie: dertig miljoen elektronvolt protonen of andere lichte
deeltjes, maar heeft ongeveer een factor tien meer capaciteit.
De tweede nieuwe versneller, het singletron, is een lineaire ionenversneller,
voor lichte en zware ionen als bijvoorbeeld chloor. Deze dient
vooral voor wetenschappelijk onderzoek, met name materiaalanalyses.
Het gaat dan onder andere om onderzoek op micro-niveau op medisch
gebied (onderzoek in cellen) en voor functionele materialen zoals
geleidende polymeren en halfgeleiders. Het is de bedoeling in
de toekomst sub-cellulair onderzoek te doen (beneden de micron)
om bijvoorbeeld celkernen te onderzoeken. Daarvoor zijn bundels
van honderd nanometer nodig (is nu drie micrometer) en dat kan
met het nieuwe singletron. Dat geeft een energieresolutie met
een factor honderd beter dan het oude cyclotron.
|
