Messtechnik

Hardware

Kontaminations-Monitor von Berthold mit angeschlossenem Zähler

Messtechnische Grundlagen

Die Messung besteht im Prinzip aus zwei Schritten. Zuerst werden die radioaktiven Partikeln in den Luft bzw. im im Wasser angereichert, damit keine zu langen Messzeiten benötigt werden. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass man die Luft bzw. das Wasser durch ein Filter passieren lässt, in welchem die Partikeln abgeschieden werden. Erst danach werden die Filter mit dem Monitor ausgemessen. Der Grad der Anreicherung bemisst sich nach der Empfindlichkeit des Monitors und nach seinem Nulleffekt. Jedes Messgerät für Radioaktivität  wird wird nämlich durch die natürliche Hintergrundstrahlung beaufschlagt. Diese Beaufschlagung nennt man den Nulleffekt des Geräts.

Die natürliche Radioaktivität kling sehr schnell ab, weil die natürlichen Radionuklide, die sich aus der Uran-Radiumreihe und der Thoriumreihe ableiten, ziemlich kurzlebig sind.

Grundlagen:

Die Erdkruste enthält zahlreiche natürliche radioaktive Stoffe. Bedeutsam sind in diesem Zusammenhang das radioaktive Uran und das radioaktive Thorium. Beide dieser im Erdboden vorhandenen Stoffe enthalten in ihren Zerfallsreihen je ein Glied, das in gasförmigem Zustand auftritt, nämlich Radon-222 (oder Radium-Emanation) und Thorium-220 oder auch Radon-220 (Thorium-Emanation). Rn-222 hat eine Halbwertszeit von 3,825 Tagen, Tn-222 von 55,6 Sekunden. Radon und Thoron wandeln sich unter Abgabe von Strahlung weiter um in die Folgeprodukte Ra-A, Ra-B, Ra-C und so weiter bzw. Th-A, Th-B, Th-C und so weiter. Diese lagern sich ziemlich schnell an die in der Atmosphär immer vorhandenen Aerosolteilchen an. Bei der von mir angewandten Messtechnik des Abscheidens von Partikeln in einem Filter werden nur die Folgeprodukte der Emanationen erfasst, weil nur diese im Filter hängen bleiben, nicht aber die gasförmigen Emanationen.

Die Variation der Luftradioaktivität

Die Konzentration der natürlichen Radionuklide in der Atmosphäre hängt sehr stark von den meteorologischen Bedingungen ab. Da sie im wesentlichen, wie oben dargelegt, aus der Erdkruste stammen, und als Radongas aus ihr austreten, werden sie durch die Luftbewegungen verteilt und verdünnt. Wenn der Austausch schwach ist, wie meistens in der Nacht, reichern sie sich über dem Erboden an. Wenn der Austausch durch die Sonneneinstrahlung in Gang kommt, werden die Radionuklide dagegen mehr oder weniger verteilt und verdünnt. Deshalb ergibt sich meist ein typischer Tagesgang, wie er in der nächsten Grafik zum Ausdruck kommt.

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