Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben Alpha/Beta-Monitor Autor: Ing. Mag.rer.nat. Ewald Grohs Bakk.rer.nat. Die Radioaktivität von Stoffen tritt nicht nur bei Unfällen von Atomkraftwerken (AKWs) und bei Atombombentest in unser Leben. Wir sind unser ganzes Leben von natürlicher und künstlicher ionisierender Strahlung umgeben. Die Studierenden sollen zum Nachdenken über den Umgang mit Strahlen und in weiterer Folge zur Nachhaltigkeit angehalten werden.

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Vorwort Dieser vierte Baustein gibt einen Überblick über die Bestimmung der Radioaktivität von Alpha- und Beta-Strahlern Wischproben oder auf bestaubten Filtern und für die Analyse von Umweltproben. Das komplette Lehrveranstaltungsmodul besteht vier Bausteinen. Für die weiteren Bausteine wird dieses Grundlagen-Modul benötigt. Vorwort Dieser vierte Baustein gibt einen Überblick über die Bestimmung der Radioaktivität von Alpha- und Beta-Strahlern Wischproben oder auf bestaubten Filtern und für die Analyse von Umweltproben. Das komplette Lehrveranstaltungsmodul besteht vier Bausteinen. Für die weiteren Bausteine wird dieses Grundlagen-Modul benötigt. Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Inhalt Strahlenschäden Nachhaltigkeit im Umgang mit Strahlung Detektorentypen Szintillatorsonde Hot particles Alpha/Beta-Monitor LB 2046 LB2046 Kurzbedienungsanleitung Praktische Übungen Wiederholung Strahlung Teilchenstrahlung und Ionisation Isotope Radioaktivität Halbwertszeit Einheiten Energiespektren Alpha Alpha/Beta-Strahler Wechselwirkung mit Materie Biologische Wirkung Dieser vierte Baustein gibt einen Überblick über die Bestimmung der Radioaktivität von Alpha- und Beta-Strahlern Wischproben oder auf bestaubten Filtern und für die Analyse von Umweltproben. Das komplette Lehrveranstaltungsmodul besteht aus vier Bausteinen. Für diesen Baustein wird das Grundlagen-Modul benötigt. Inhalt: Strahlung Teilchenstrahlung und Ionisation Isotope Radioaktivität Halbwertszeit Einheiten Wechselwirkung mit Materie Biologische Wirkung Strahlenschäden Nachhaltigkeit im Umgang mit Strahlung Alphaspektroskopie Detektorentypen Halbleiterzähler Szintillatorsonde Hot particles Alpha/Beta-Monitor LB 2046 Einfluss der natürlichen Radioaktivität auf die Messung Kaliumgehalt der Lebensmittel LB200 Kurzbedienungsanleitung Praktische Übungen Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Wiederholung Strahlung Teilchenstrahlung und Ionisation Isotope Radioaktivität Halbwertszeit Einheiten Wechselwirkung mit Materie Biologische Wirkung Strahlenschäden Nachhaltigkeit im Umgang mit Strahlung Gammaspektroskopie Detektorentypen Szintillatorsonde Wiederholung Strahlung Gammastrahlung und Ionisation Isotope Radioaktivität Halbwertszeit Einheiten Wechselwirkung mit Materie Biologische Wirkung Strahlenschäden Nachhaltigkeit im Umgang mit Strahlung Gammaspektroskopie Detektorentypen Halbleiterzähler Szintillatorsonde Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Strahlung Strahlung: Ausbreitung von Teilchen und Wellen Auswirkungen auf Atome nicht ionisierende Strahlung Auswirkung auf Atome oder Moleküle: keine ionisierende Strahlung Auswirkung: kann aus Atome oder Moleküle Elektronen entfernen: Entstehung von positiv geladene Ionen oder Molekülreste (Ionisation) direkt ionisierende Strahlung indirekt ionisierende Strahlung Strahlung ist die Ausbreitung von Teilchen oder Wellen. Außer Teichen oder Wellen, kann die Strahlung in nicht ionisierende und ionisierende Strahlung unterteilt werden. Nicht ionisierende Strahlung hat keine Auswirkung auf Atome oder Moleküle. Ionisierende Strahlung kann aus Atome oder Moleküle Elektronen entfernen. Dadurch entstehen positiv geladene Ionen oder Molekülreste (Ionisation). Es gibt zwei Ionisierungsarten, direkt und indirekte ionisierende Strahlung. Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Strahlung Elektromagnetische Strahlung Nichtionisierende Strahlung: elektromagnetische Wellen bis zum UV-Bereich Ionisierende Strahlung: Wellenlänge < 100 nm Elektromagnetische Wellen bis zum UV-Bereich sind nicht ionisierenden Strahlung, unter einer Wellenlänge von 100 nm beginnt der Bereich der ionisierenden Strahlung. © Wikimedia Commons Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Teilchenstrahlung und Ionisation Alphastrahlung Schwere He-Kerne – direkt ionisierend Betastrahlung Beta-: ein Elektron wird abgegeben – direkt ionisierend Beta+: ein Elektron wird eingefangen – direkt ionisierend Protonen positiv geladen – direkt ionisierend Neutronen ungeladen – indirekt ionisierend Alphazerfall © Wikimedia Commons Alpha-Teilchen sind schwere Heliumkerne und wirken direkt ionisierend. Beta-Teilchen werden in ß- und ß+ eingeteilt. Beta-: ein Elektron wird abgegeben und wirkt direkt ionisierend Beta+: ein Elektron wird eingefangen und wirkt direkt ionisierend Es gibt noch andere Zerfallsarten (Elektroneneinfang ohne Teilchenemission, spontane Spaltung – Kern zerfällt in zwei andere Kerne –, spontane Nukleonenemission – Protonen oder Neutronen werden emittiert. Protonen wirken direkt ionisierend und Neutronen indirekt ionisierend Betazerfall © Wikimedia Commons Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Isotope Isotop Ein Isotop ist ein Nuklid mit gleicher Protonenzahl (Ordnungszahl), aber unterschiedlicher Neutronenzahl. Stabile und instabile Isotope (ca. 2500 Isotope davon 274 stabil) Instabile Elemente (Radionuklide) zerfallen = radioaktiv Es gibt drei natürliche und eine künstliche Zerfallsreihe: Uran-Radium-Reihe: 238U  206Pb Uran-Actinium-Reihe: 235U  207Pb Thorium-Reihe: (244Pu) 232Th  208Pb Neptunium-Reihe – kommt in Natur nicht vor: (241Pu) 237Np  209Bi (205Tl) Nuklid mit gleicher Protonenzahl (Ordnungszahl), aber unterschiedlicher Neutronenzahl. Jedes natürliche Element hat stabile und instabile Isotope. Es gibt zirka 2500 Isotope und davon sind nur 274 stabil. Instabile Elemente (Radionuklide) zerfallen früher oder später und sind daher radioaktiv. Es gibt drei natürliche und eine künstliche Zerfallsreihe: Uran-Radium-Reihe: Anfangsnuklid Uran-238 bis Endnuklid Blei-206 Uran-Actinium-Reihe: Anfangsnuklid Uran-235 bis Endnuklid Blei-207 Thorium-Reihe: Anfangsnuklid Thorim-232 bis Endnuklid Blei-208 – Reihe beginnt eigentlich bei Plutonium-244 Neptunium-Reihe – kommt in Natur nicht vor: Anfangsnuklid Neptunium-237 bis Endnuklid Bismut-209 – Reihe beginnt eigentlich bei Plutonium-241 und endet da Bismut-209 nicht stabil (HWZ: Trillionen von Jahre) eigentlich bei Thallium-205 Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Radioaktivität ist die Eigenschaft eines instabilen Atomkerns (Radionuklids), sich spontan in andere Atomkerne umzuwandeln. Bei diesem Prozess tritt ionisierende Strahlung aus Radioaktivität: Ist die Eigenschaft eines instabilen Atomkerns (Radionuklids), sich spontan in andere Atomkerne umzuwandeln. Bei diesem Prozess tritt ionisierende Strahlung aus. Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Halbwertszeit (HWZ) (1) Die Halbwertszeit ist abhängig von der Aktivität des Elements. von Mikrosekunden bis Trillionen von Jahren Die Halbwertszeit (von Mikrosekunden bis Trillionen von Jahren) ist abhängig von der Aktivität des Elements. HWZ © Wikimedia Commons Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Halbwertszeit (HWZ) (2) Isotop Halbwertszeit spezifische Aktivität 131I 8 Tage 4.600.000.000.000 Bq/mg 210Po 138,4 Tage 185.000.000.000 Bq/mg 137Cs 30 Jahre 3.300.000.000 Bq/mg 226Ra 1.602 Jahre 37.000.000 Bq/mg 239Pu 24.110 Jahre 2.307.900 Bq/mg 235U 703.800.000 Jahre 80 Bq/mg 238U 4.468.000.000 Jahre 12 Bq/mg 232Th 14.050.000.000 Jahre 4 Bq/mg Zusammenhang zwischen Halbwertszeit und spezifischer Aktivität Zusammenhang zwischen Halbwertszeit und spezifischer Aktivität Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Einheiten Aktivität – Anzahl der radioaktiven Zerfälle pro Zeiteinheit. Einheit: Becquerel [Bq] Energiedosis – in Materie abgegebene Energiemenge pro Masse. Einheit: Gray [Gy] Äquivalentdosis – Energiedosis gewichtet nach Wirkung auf menschlichen Körper. Einheit: Sievert [Sv] Qualitätsfaktor – Äquivalentdosis / Energiedosis. Einheit: Sievert/Gray [Sv/Gy] Dosisleistung – Äquivalentdosis pro Zeiteinheit. Einheit: Sievert/Stunde [Sv/h] Dosisfaktor – Äquivalentdosis / Aktivität. keine Einheit; dimensionsloser Faktor [ ] Aktivität – Anzahl der radioaktiven Zerfälle pro Zeiteinheit. Einheit: Becquerel [Bq] Energiedosis – in Materie (Gewebe) abgegebene Energiemenge pro Masse. Einheit: Gray [Gy] Äquivalentdosis – Energiedosis gewichtet nach Wirkung auf menschlichen Körper. Einheit: Sievert [Sv] Qualitätsfaktor – Äquivalentdosis / Energiedosis. Einheit: Sievert/Gray [Sv/Gy] Dosisleistung – Äquivalentdosis pro Zeiteinheit. Einheit: Sievert/Stunde [Sv/h] Dosisfaktor – Äquivalentdosis / Aktivität. keine Einheit; dimensionsloser Faktor [ ] Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Strahlenbelastung (1) Durchschnittliche Strahlenbelastung der Bevölkerung pro Jahr (Effektivdosis in mSv pro Jahr) Strahlenbelastung: Durchschnittliche Strahlenbelastung der Bevölkerung pro Jahr (Effektivdosis in mSv pro Jahr) Summe: ungefähr 4,3 mSv/a Großer Anteil durch Inhalation von Radon und Folgeprodukten und medizinischen Anwendungen. © http://www.ages.at Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Strahlenbelastung (2) Kosmische Strahlung – Höhenstrahlung (300 µSv/a) hochenergetische Teilchenstrahlung aus All. In großer Höhe erheblich stärker als auf Meeresniveau Terrestrische Strahlung: (300 µSv/a) durch in der Natur vorkommende langlebige Radionuklide (z.B.: Uran und Thorium) Isotope in Nahrung (300 µSv/a) besonders durch 40K Radon (1600 µSv/a) aus den drei Zerfallsreihen der Elemente Uran und Thorium gibt es 3 verschiedene Radonisotope 222Rn aus der 238U-Zerfallsreihe: HWZ: 3,8d 220Rn aus der 232Th-Zerfallsreihe: HWZ: 55s 219Rn aus der 235U-Zerfallsreihe: HWZ: 4s 222Rn kann durch die längere Lebensdauer durch Risse in Keller strömen. Radon ist zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs nach dem Rauchen. Strahlenbelastung Kosmische Strahlung – Höhenstrahlung (300 µSv/a) hochenergetische Teilchenstrahlung aus All. In großer Höhe erheblich stärker als auf Meeresniveau Terrestrische Strahlung: (300 µSv/a) durch in der Natur vorkommende langlebige Radionuklide (z.B.: Uran und Thorium) Isotope in Nahrung (300 µSv/a) besonders durch K-40 Radon (1600 µSv/a) aus den drei Zerfallsreihen der Elemente Uran und Thorium gibt es 3 verschiedene Radonisotope Radon-222 aus der Uran-238-Zerfallsreihe: HWZ: 3,8 Tage Radon-220 aus der Thorium-232-Zerfallsreihe: HWZ: 55 sec Radon-219 aus der Uran-235-Zerfallsreihe: HWZ: 4 sec Radon-222 kann durch die längere Lebensdauer durch Risse in Keller strömen. Radon ist zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs nach dem Rauchen. Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Strahlenbelastung (3) Kernkraftwerke (<10 µSv/a) Atombombentests (<10 µSv/a) AKW-Unfälle: Kyschtym, Chernobyl, Fukushima Chernobyl: (<10 µSv/a) Sr-90 (ß) 10 PBq I-131 (ß) 1760 PBq Xe-133 (ß) 6500 PBq Rauchen (300 µSv/a) Anmerkung: Peta (P) = 1015 Strahlenbelastung: Kernkraftwerke (<10 µSv/a) Atombombentests (<10 µSv/a) AKW-Unfälle: Kyschtym, Chernobyl, Fukushima Chernobyl: (<10 µSv/a): Sr-90 (ß) 1-10 PBq I-131 (ß) 1760 PBq Xe-133 (ß) 6500 PBq Rauchen (300 µSv/a) Peta (P) = 10 hoch 15 Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Ortsdosisleistung in Österreich Aktuelle Messwerte aus dem Strahlenfrühwarnsystem Die aktuelle Ortsdosisleistung (aktuell) vom Strahlenfrühsystem im Internet: http://www.lebensministerium.at/umwelt/strahlen-atom/strahlenschutz/strahlen-warn-system/messwerte_aktuell.html http://www.lebensministerium.at/umwelt/strahlen-atom/strahlenschutz/strahlen-warn-system/messwerte_aktuell.html Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Energiespektren (Alpha) Die Alpha-Strahlung eines Isotops hat nur eine bestimmte diskrete Energie. Alphaspekten: Die Alpha-Strahlung eines Isotops hat nur eine bestimmte diskrete Energie. © http://dch-cern.blogspot.co.at Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Alpha-Strahler alpha-strahlende Radionuklide: 210Po, 226Ra, 232Th Alpha-Strahler: alpha-strahlende Radionuklide sind: Po-210, Ra-226, Th-232 Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Beta-Strahler rein beta-strahlende Radionuklide: 3H, 14C, 32P, 35S, 89Sr, 90Sr, 99Tc, 131I 90Sr (HWZ: 28,78 a) entsteht bei allen Kernspaltungen (AKW und A-Bomben) Chernobyl-Unfall: Freisetzung von 1 -10 PBq wird in Knochen abgelagert (Ähnlichkeit mit Kalzium) Beta-Strahler: rein beta-strahlende Radionuklide: H-3, C-14, P-32, S-35, Sr-89, Sr-90, Tc-99, I-131 Sr-90: (HWZ: 28,78 a) entsteht bei allen Kernspaltungen (AKW und A-Bomben) Chernobyl-Unfall: Freisetzung von 1 - 10 PBq Sr-90 wird in Knochen abgelagert (Ähnlichkeit mit Kalzium) Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Wechselwirkungen mit Materie (1) Alpha-Teilchen: He-Kern schwer - stärkere Wechselwirkung – Atome werden ionisiert Elektron wird aus der Atomhülle herausgeschlagen nach mehreren 1000 Zusammenstößen mit Atomen abgebremst Eindringtiefe ist gering. Ein Papierblatt kann Alpha-Teilchen abhalten. Beta-Teilchen: Elektron kleine Teilchen geringere Wechselwirkung größere Eindringtiefe entsteht zusätzlich Bremsstrahlung (Röntgen). Einige Millimeter dickes Aluminiumblech schirmt die Betastrahlung ab. Wechselwirkungen mit Materie Alpha-Teilchen: He-Kern Die schweren Alpha-Teilchen haben eine stärkere Wechselwirkung – Atome werden ionisiert, Elektron wird aus der Atomhülle herausgeschlagen - und werden nach mehreren 1000 Zusammenstößen mit Atomen abgebremst. Eindringtiefe ist gering. Ein Papierblatt kann Alpha-Teilchen abhalten. Beta-Teilchen: Elektron Teilchen sind wesentlich kleiner, dadurch geringere Wechselwirkung. Daher haben Beta-Teilchen größere Eindringtiefe und es entsteht zusätzlich Bremsstrahlung (Röntgen). Darum verwendet man leichte Materialien zur Abschirmung; z.B.: einige Millimeter dickes Aluminiumblech. Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Wechselwirkungen mit Materie (2) Abschirmung von Strahlungsquellen Papierblatt Aluminiumplatte Abschirmung von Strahlungsquellen: Alpha-Strahler können mit einem Blatt Papier; Beta-Strahler mit einer Aluminiumplatte abgeschirmt werden. (leichte Materialien bevorzugt – da Bremsstrahlung auftritt). © Wikimedia Commons Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Biologische Wirkung von Strahlung Auswirkung auf Zellen Direkte Schädigung der Zellen bzw. DNA Zellmutation, Zelltod Indirekte Effekte Radiolyse der Aminosäuren Wasserradiolyse – Radikale werden gebildet Alphateilchen: geringe Eindringtiefe nur bis obere Hautschichten Inkorporation gefährlich (Lungenkrebs) Betateilchen: nur bis in die Haut (Verbrennungen, Hautkrebs, Augenlinsentrübung) Inkorporation (Schilddrüsenkrebs, Knochenkrebs, Leukämie) Biologische Wirkung von Strahlung: Auswirkung auf Zellen Direkte Schädigung der Zellen bzw. DNA - Zellmutation, Zelltod Indirekte Effekte - Radiolyse der Aminosäuren, Wasserradiolyse – Radikale werden gebildet Radiolyse = Zerlegung einer chemischen Bindung unter Einwirkung ionisierender Strahlung Alpha- Zerfall: Alphateilchen hat große Masse und hohe Energie und damit eine hohe biologische Wirksamkeit. Obwohl die Reichweite gering ist und nur bis in die oberen Hautschichten eindringen kann, ist die Inkorporation von Alphateilchen sehr gefährlich. Inkorporation ist Einbringen von Teilchen in den Körper durch Einatmen, Essen, Trinken oder Rauchen. Besondere Gefährdung durch Lungenkrebs. Radon stellt den zweithäufigsten Verursacher für Lungenkrebs nach Rauchen dar. Beta-Zerfall: Betateilchen sind gut abschirmbar. Betateilchen können nur in die Hautschicht eindringen, können aber Verbrennungen und Hautkrebs verursachen. Bei Bestrahlung des Auges kann es zu Linsentrübung kommen. Betastrahler in den Körper inkorporiert, können zu Schilddrüsenkrebs (Jod-131) und zu Knochenkrebs und Leukämie führen (Strontium-90). Strontium wird statt Kalzium in den Knochen eingelagert. Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Strahlenschäden Somatische Schäden – Schäden durch Exposition Deterministische, akute oder kausale Schädigung Stochastische oder Spätschäden Dosis von 1mSv führt etwa zu 3000 Basenschäden (DNA) pro Zelle Teratogene Schäden Schädigung des Embryos Genetische Schäden Schäden in der Folgegeneration 25% höhere Mutationsrate bei 4 Gray einmaliger Bestrahlung einer Keimzelle Strahlenschäden: Somatische Schäden – Schäden durch Exposition Deterministische, akute oder kausale Schädigung (Verbrennungen, Strahlenkrankheit) Stochastische oder Spätschäden (Krebs) Dosis von 1mSv führt etwa zu 3000 Basenschäden (DNA) pro Zelle Teratogene Schäden Schädigung des Embryos Genetische Schäden Schäden in der Folgegeneration 25% höhere Mutationsrate bei 4 Gray einmaliger Bestrahlung einer Keimzelle Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Nachhaltigkeit im Umgang mit Strahlung Oberster Grundsatz beim Umgang mit Strahlung: das ALARA-Prinzip As Low As Reasonably Achievable = = so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar Beim Umgang mit ionisierenden Strahlen ist eine Strahlenbelastung von Menschen, Tieren, Pflanzen so gering als möglich zu halten, wie dies mit vernünftigen Mitteln machbar ist, um die Gesundheit nicht zu gefährden. Sorgsamer Umgang mit radioaktiven Stoffen Lüften von Kellern – Radon (222Rn) Alpha-Strahler Rauchen – Polonium (210Po) Beta-Strahler Nachhaltigkeit im Umgang mit Strahlung: Oberster Grundsatz beim Umgang mit Strahlung ist das ALARA-Prinzip As Low As Reasonably Achievable = so niedrig wie vernünftigerweise erreichbar Beim Umgang mit ionisierenden Strahlen ist eine Strahlenbelastung von Menschen, Tieren, Pflanzen so gering als möglich zu halten, wie dies mit vernünftigen Mitteln machbar ist, um die Gesundheit nicht zu gefährden. Besonders wichtig ist der sorgsame Umgang mit radioaktiven Stoffen. Das Lüften von Kellern ist besonders wichtig, um das radioaktive Radon-222 durch Frischluftzufuhr zu verdünnen. Beim Rauchen von Tabak wird radioaktives Polonium-210 frei. Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Detektorentypen Halbleiterdetektoren: Vorteile: Energie ist typisch für Isotop hohe Präzision Nachteile: erfordert hochreinen Halbleiter (meist Germanium) brauchbare Messgenauigkeit erfordert Kühlung Szintillationsdetektoren: Szintillation: durch Strahlung angeregte Atome senden (sichtbares) Licht aus einer der ältesten Methoden zum Nachweis Zinksulfidschirm Licht wird heute mittels Photomultiplier verstärkt Signal digital detektiert Detektorentypen: Halbleiterdetektoren: Vorteile: Energie ist typisch für Isotop hohe Präzision Nachteile: erfordert hochreinen Halbleiter (meist Germanium) brauchbare Messgenauigkeit erfordert Kühlung Szintillationsdetektoren: Szintillation: durch Strahlung angeregte Atome senden (sichtbares) Licht aus einer der ältesten Methoden zum Nachweis - Zinksulfidschirm Licht wird heute mittels Photomultiplier verstärkt, Signal digital detektiert Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Szintillatorsonde Schemata: Schemata Szintillationsmessung allgemein (links) Szintillationsmessung mit Photomultiplier (rechts) © Wikimedia Commons Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Hot particles (1) „Heiße Teilchen", im englischen Sprachgebrauch "hot particles" (HP) sind: atmosphärisch getragene schwerlösliche Teilchen von hoher spezifischer Radioaktivität. Teilchengröße < 50µm spezifische Aktivität > 3 Bq/µm³ Unfall Three Miles Island: keine HP Unfall Chernobyl: 6000 bis 8000 kg HP Größenbereich: 0,5 bis 150µm Satellitenabstürze: Cosmos 954 über Canada 1978 120.000 km² ca 1,1 PBq Kontamination „Heiße Teilchen", im englischen Sprachgebrauch "hot particles" (HP) sind: atmosphärisch getragene, schwerlösliche Teilchen von hoher spezifischer Radioaktivität. Teilchengröße < 50µm spezifische Aktivität > 3 Bq/µm³ Unfall Three Miles Island: keine HP Unfall Chernobyl: 6000 bis 8000 kg HP Größenbereich: 0,5 bis 150µm Satellitenabstürze: Cosmos 954 über Canada 1978 120.000 km² ca 1,1 PBq Kontamination Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Freisetzen von Heißen Teilchen http://osiris22.pi-consult.de/userdata/l_20/p_105/library/data/lb3-4-8_3.pdf © D. Lux, Bundesamt für Strahlenschutz,Institut für Strahlenhygiene, Oberschleißheim © http://osiris22.pi-consult.de/userdata/l_20/p_105/library/data/lb3-4-8_3.pdf Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Hot particles (2) Primäre Aufgabe des Strahlenschutzes ist der Schutz des Menschen, in diesem speziellen Fall der Schutz vor Inhalation bzw. Ingestion von heißen Teilchen. Messtechnisch problematisch ist es einzelne „hot particles“ aufzuspüren. Alphastrahlung ist in Luft auf wenige Zentimeter beschränkt, Betastrahlung auf wenige Meter. Heiße Teilchen gelangen entweder durch Trockendeposition auf die Auffangfläche oder werden mit Niederschlag deponiert. Primäre Aufgabe des Strahlenschutzes ist der Schutz des Menschen, in diesem speziellen Fall der Schutz vor Inhalation bzw. Ingestion von heißen Teilchen. Messtechnisch problematisch ist es einzelne „hot particles“ aufzuspüren. Alphastrahlung ist in Luft auf wenige Zentimeter beschränkt, Betastrahlung auf wenige Meter. Heiße Teilchen gelangen entweder durch Trockendeposition auf die Auffangfläche oder werden mit Niederschlag deponiert. Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Suchstrategien HP Korngrößenklassifizierung Abscannen von geeigneten Flächen Umweltproben mittels: Volumenproben: Wasser-, Boden-, Nahrungsmittel-, Bewuchs-, Abfallproben usw., Flüssigkeiten werden abfiltriert Autoradiographie: zu untersuchende Fläche mit Röntgen- oder Schwarz-Weiß-Film in Kontakt gebracht, genaue Lokalisierung möglich Alpha/Betamessung: großflächige Gasproportionalzählrohre Dosisleistungsmessung: nur für HP >> 1MBq Gammaspektrometrie: In-situ-Gammaspektrometer, Roboterfahrzeuge mit NaI-Detektor Alphaspektrometrie: Si-Detektoren SEM und Röntgenfluoreszenzanalyse: Scanning-Electron-Microscopy Suchstrategien HP: Korngrößenklassifizierung Abscannen von geeigneten Flächen Umweltproben mittels: Volumenproben: Wasser-, Boden-, Nahrungsmittel-, Bewuchs-, Abfallproben usw., Flüssigkeiten werden abfiltriert Autoradiographie: zu untersuchende Fläche mit Röntgen- oder Schwarz-Weiß-Film in Kontakt gebracht, genaue Lokalisierung möglich Alpha/Betamessung: großflächige Gasproportionalzählrohre Dosisleistungsmessung: nur für HP >> 1MBq Gammaspektrometrie: In-situ-Gammaspektrometer, Roboterfahrzeuge mit NaI-Detektor Alphaspektrometrie: Si-Detektoren SEM und Röntgenfluoreszenzanalyse: Scanning-Electron-Microscopy Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Geeignete Verfahren zu HP-Identifikation x geeignet 0 bedingt geeignet (1) z.B. Folien, Vaselineplatten, Pflanzenblätter, etc. (2) Beschädigung der Eintrittsfolie vermeiden (Schutzgitter) (3) auch automat. Fahrzeuge mit Szintillationszähler (4) auch digitale Autoradiographie mit orts-auflösenden Vieldraht-Zählrohren (5) Eindampfrückstände (6) auch Probenteilung (7) Schrittfiltergeräte mit geeigneter Software Geeignete Verfahren zu HP-Identifikation: Großflächenzähler (Handmonitor) Szintillationszähler In-situ-Spektrometer Autoradiographie Gitterionisationskammer (Alpha) Geometrieänderung bei Gamma-Spektrometrie Nuklidverhältnisse On-line-Messung Zeitverhalten Erklärung: x geeignet 0 bedingt geeignet (1) z.B. Folien, Vaselineplatten,Pflanzenblätter, etc. (2) Beschädigung der Eintrittsfolie vermeiden (Schutzgitter) (3) auch automat. Fahrzeuge mit Szintillationszähler (4) auch digitale Autoradiographie mit orts-auflösenden Vieldraht-Zählrohren (5) Eindampfrückstände (6) auch Probenteilung (7) Schrittfiltergeräte mit geeigneter Software http://osiris22.pi-consult.de/userdata/l_20/p_105/library/data/lb3-4-8_3.pdf © © D. Lux, Bundesamt für Strahlenschutz,Institut für Strahlenhygiene, Oberschleißheim © D. Lux, Bundesamt für Strahlenschutz,Institut für Strahlenhygiene, Oberschleißheim Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Alpha/Beta-Monitor LB 2046 Der Alpha/Beta-Messplatz LB 2046 dient zur Messung von Alpha-, Beta- und Gammaaktivitäten bei Wischproben oder auf bestaubten Filtern und für die Analyse von Umweltproben. großflächiger ZnS(Ag) Szintillator der Probenschieber ist für flache Proben, z.B.: Papierfilter, 60 oder 100 mm Durchmesser, vorgesehen. Es können Probeschälchen mit einer Höhe von max. 8 mm gemessen werden (Adapter). Alpha/Beta-Monitor LB 2046: Der Alpha/Beta-Messplatz LB 2046 dient zur Messung von Alpha-, Beta- und Gammaaktivitäten bei Wischproben oder auf bestaubten Filtern und für die Analyse von Umweltproben. Der Detektor ist ein großflächiger ZnS(Ag) Szintillator. Der Probenschieber ist für flache Proben, z.B.: Papierfilter, 60 oder 100 mm Durchmesser, vorgesehen. Es können Probeschälchen mit einer Höhe von max. 8 mm gemessen werden (Adapter). Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

LB2046 Kurzbedienungsanleitung Hauptfenster: Messung: Durchführung von Probemessungen Nulleffekt: Ermittlung des Nulleffekts für Korrektur der Rohdaten System Test: Service: Parameter: Anschauen und Ändern der System- und Messparameter Speicher: Tastenüberblick: START und STOP: Messung PROBE: NUKLIDE: Messnuklide auswählen SAVE: Speichern von Parametern und Messergebnissen DRUCK: FF: MENÜ: Aufruf des Messfensters : Bewegen des Cursorbalkens : um ins ausgewählte Menü zu kommen ESC: Menü verlassen DEL: löscht ein Zeichen bei der Text- und Zahleneingabe Hauptfenster: Messung: Durchführung von Probemessungen Nulleffekt: Ermittlung des Nulleffekts für Korrektur der Rohdaten System Test: Service: Parameter: Anschauen und Ändern der System- und Messparameter Speicher: Tastenüberblick: START und STOP: Messung PROBE: NUKLIDE: Messnuklide auswählen SAVE: Speichern von Parametern und Messergebnissen DRUCK: FF: MENÜ: Aufruf des Messfensters : Bewegen des Cursorbalkens : um ins ausgewählte Menü zu kommen ESC: Menü verlassen DEL: löscht ein Zeichen bei der Text- und Zahleneingabe Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor

Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor Praktische Übungen (Kurz-) Bedienungsanleitung durchlesen Praxisaufgabe: (Übungsblatt verwenden) Aktivitätsmessungen von verschiedenen Proben: Thorium-Glühstrumpf Co-60 Messprobe Praktische Übungen (Kurz-) Bedienungsanleitung durchlesen Praxisaufgabe: (Übungsblatt verwenden) Aktivitätsmessungen von verschiedenen Proben: Thorium-Glühstrumpf Co-60 Messprobe Übungsblatt verwenden!!! Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben - AlphaBeta-Monitor