Strahlung - Technik

Was ist Umweltstrahlung

Radioaktive Umweltstrahlung kommt überall auf unserem Planeten vor. Wir sind ihr tagtäglich ausgesetzt. Die Strahlung wird hauptsächlich von natürlichen Strahlungsquellen emittiert, ein geringer Teil davon ist künstlichen Ursprungs.

Natürliche "Strahlungsquellen" lassen sich im Wesentlichen in folgende drei Kategorien unterteilen:

• - natürlichen Radionuklide in der Luft (z. B. Radon und seine Zerfallsprodukte)
• - natürliche radioaktive Stoffe im Boden und Gestein
• - kosmische Strahlung aus dem Weltall

Hinzu kommen künstliche Strahlungsquellen. Es sind dies vor allem:

• - Medizinische Untersuchungen (Röntgen, CT)
• - Strahlung im Haushalt und Arbeitsplatz (Röhrenbildschirme, Armbanduhren, …)
• - Radioaktive Rückstände von Kernwaffentests
• - Reststrahlung von Tschernobyl und anderen Reaktorunglücken
• - Abluft und Abwasser aus Kernkraftwerken

Der Report 2008¹ des Wissenschaftlichen Ausschusses der Vereinten Nationen zur Untersuchung der Auswirkungen der atomaren Strahlung (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, UNSCEAR) gliedert die durchschnittliche, währen eines Jahres auf den Menschen einwirkende Strahlenbelastung wie folgt:

Strahlungsart	Mittlere Jahresdosis (weltweit)	Bandbreite individueller Dosen	Bemerkungen
Natürliche Strahlung	in mSv	in mSv
Inhalation (Radon und Zerfallsprodukte)	1.26	0.2-10	Je nach Gebäude auch viel höher
Terrestrische Strahlung (Boden, Gestein)	0.48	0.3-1.0	Gebietsabhängig
Innere Strahlung durch Nahrungsaufnahme	0.29	0.2-1.0
Kosmische Strahlung	0.39	0.3-1.0	Nimmt mit der Höhe des Standortes zu
Total natürliche Strahlung	2.42	1.0-13
Künstliche Strahlung	in mSv	in mSv
Medizinische Diagnose (nicht Therapie)	0.60	0-mehrere 10	Der Durchschnitt variiert je nach Gesundheitsversorgung von Land zu Land zwischen 0.03 und 2 mSv
Atmosphärische Kernwaffentests	0.005	höher bei Testgeländen	Maximum bei 0.11 mSv im Jahre 1963
Belastung am Arbeitsplatz	0.005	0-20	Der Schnitt für alle Arbeitnehmer beträgt 0.7 mSv. Die grösste Strahlenbelastung ist dabei meist natürlicher Art, Beispielsweise durch Radon in Minen
Reaktorunfall in Tschernobyl	0.002		Das Maximum in der nördlichen Hemisphäre betrug im Jahre 1986 0.04 mSv
Kernenergie	0.0002	bis 0.02 mSv
Total künstliche Strahlung	0.61
Total Strahlung	3.03

Wie misst man radioaktive Umweltstrahlung?

Messen kann man die radioaktive Umweltstrahlung mittels verschiedener Methoden, insbesondere durch:

• - Messung der Umgebungsstrahlung (Umgebungs-Äquivalentdosisleistung)
• - Messung der Aerosol-Aktivitätskonzentration in der Luft
• - Messung der Iod-131-Aktivitätskonzentration in der Luft

Einen guten Überblick über die verschiedenen Messtechniken bietet die Webseite des

Immissionsmessnetz für Radioaktivität (IfR) des Bayerischen Landesamtes für Umwelt
http://www.lfu.bayern.de/strahlung/ifr/index.htm

In der Schweiz erfolgen die amtlichen Messungen durch das Bundesamt für Gesundheit (BAG) die das RADAIR Messnetz betreibt und bei Bedarf auch Höhenflüge mit dem Höhenflug-Filter (HFF) durchführt.

Die Station Weiningen (ZH) misst die radioaktive Umweltstrahlung mit einem Gerät zur Messung der Umgebungs-Äquivalentdosisleistung (Geiger-Zähler) und gibt die gemessenen Werte in Mikrosivert pro Stunde (µSv/h) aus.

Radon und die Situation in Weiningen (ZH)

Der mit Abstand grösste Teil der natürlichen radioaktiven Umweltstrahlung wird durch Radon und seine Zerfallsprodukte verursacht. Radon ist ein natürliches, radioaktives Edelgas, welches beim Zerfall von Uran im Erdreich entsteht. Seine radioaktiven Zerfallsprodukte schweben in der Luft und können sich in Innenräumen an Gegenständen, Staubpartikeln und Aerosolen ablagern. Beim Einatmen können sie in die Lunge geraten, sich auf dem Lungengewebe ablagern und dieses bestrahlen. Dies kann zu Lungenkrebs führen.

Die Radonkonzentration in der Schweiz ist von Gemeinde zu Gemeinde unterschiedlich. Für die Gemeinde Weiningen (ZH) wird vom BAG die Risikostufe "mittel" angegeben.

Somit empfiehlt das BAG grundsätzlich die Durchführung einer Radonmessung.

Radonmessungen können durch amtlich anerkannte Fachstellen durchgeführt werden. Die nächste Fachstelle befindet sich hier in Weiningen. Die Firma Im Rank Engineering von Stefan Miller bietet Radonmessungen und Radonmessgeräte an. Auf der Firmenseite http://www.radon.ch/ finden sich zudem weitere nützliche Informationen rund um das Thema Radon.

Das Stationsinstrument

Für die Messung der radioaktiven Umweltstrahlung hier am Stationsstandort in Weiningen (ZH) wird ein RM-80 Dosisleistungsmessgerät der Firma Aware Electronics eingesetzt.

Diese Geräte der RM-Reihe werden weltweit von verschiedensten Universitäten, professionellen Einrichtungen sowie Amateur-Messstationen eingesetzt und sind nach gängigen US-Standards² geprüft und kalibriert. Das Gerät kann sowohl Alpha- und Beta-, wie auch Gamma- und Röntgenstrahlung messen.

Das Messgerät befindet sich zusammen mit dem Lärmmesser ausserhalb des Gebäudes, vor Regen und Feuchtigkeit geschützt unter dem Dach in einer Schutzbox. Es wird kein spezieller Lüfter eingesetzt um Luft anzusaugen, das Alpha-Fenster (der nicht abgeschirmte Teil des Geigerzählers) ist frei zugänglich und zeigt vom Gebäude weg.

Alle 60 Sekunden übermittelt das RM-80 die gewonnenen Messwerte per Kabel an den Stationsserver.

Datenverarbeitung

Die Daten werden von der Auswertungssoftware Aw-Radw aufbereitet und unter anderem als .txt File abgespeichert. Dieses Textfile wird danach per FTP auf den Webserver übertragen und von da aus in eine SQL-Datenbank geschrieben. Spätestens 5 Minuten nach ihrer Erfassung sind die Daten über unsere Webseite abrufbar. Angezeigt werden standardmässig die Daten der letzten 60 Minuten, des heutigen Tages, der letzten 24 Stunden, des aktuellen Monats und des aktuellen Jahres.

Zudem sind im entsprechenden Datenarchiv alle Messwerte seit Beginn der Aufzeichnungen abrufbar.

Die verwendeten Charts sind dynamisch, das bedeutet, Sie können in die einzelnen Charts rein- und rauszoomen.

Hinweise zur Interpretation der Messwerte!

Geos-Weiningen.ch ist keine amtliche Messstation für Radioaktivität. Das eingesetzte RM-80 Messinstrument ist nicht nach den gültigen Schweizer Normen kalibriert und getestet. Die hier publizierten Daten können somit nur bedingt mit offiziellen Messdaten verglichen werden.

Die gemessenen Daten gelten nur für die Messstelle an der Station und können naturbedingt schon 10 Meter weiter, insbesondere in Gebäuden, völlig verschieden sein (Radon!).

Die radioaktive Umweltstrahlung unterliegt natürlichen Schwankungen³. Kurzfristige Abweichungen vom langfristigen Mittel sind die Regel und deuten nicht auf eine unnatürliche Veränderung der Umweltstrahlung - beispielsweise durch einen Störfall - hin.

Natürliche Veränderungen ergeben sich einerseits durch räumliche Unterschiede. Die normale Umweltstrahlung kann problemlos zwischen 0.03 - 0.25 µSv/h liegen und somit um den Faktor 10 variieren. Dies liegt am unterschiedlichen Gehalt an radioaktiven Stoffen im Boden oder an der Höhe der Messstelle über Meer (kosmische Strahlung).

Andererseits hat auch das Wetter einen erheblichen Einfluss auf die Messwerte. So erhöhen sich in der Regel die Messwerte bei starkem Regen. Dies geschieht weil die natürlichen radioaktiven Aerosole in der Luft durch den Regen ausgewaschen werden und sich anschließend am Boden ablagern, wo sie durch das Messgerät wegen der geringeren Distanz vermehrt erfasst werden. Bei auftretenden Strahlungsspitzen lohnt sich daher ein Blick auf die Daten des Niederschlagmessers.

Die nachfolgende Grafik veranschaulicht dies. Dargestellt werden der von der Messstation gemessene Strahlungsverlauf (Stundenmittel) und die zeitgleich registrierte Niederschlagsmenge für die Periode vom 07.07.2011 - 10.07.2011.

Ein weiteres Beispiel für den Einfluss des Wetters sind längere Perioden mit Bodenfrost. Die laufend entstehenden natürlichen gasförmigen radioaktiven Stoffe können wegen der Vereisung des Bodens nicht in die Luft gelangen. Wenn der Boden darauf hin taut werden diese gasförmigen radioaktiven Stoffe innerhalb kurzer Zeit in die Luft freigesetzt und erhöhen die vorher relativ niedrige Dosisleistung ebenfalls spürbar.

Auch der atmosphärische Luftdruck oder Temperaturschwankungen innerhalb des Tages können einen wahrnehmbaren Einfluss auf die Strahlungswerte haben.


¹ http://www.unscear.org/unscear/en/publications/2008_1.html
² DCAS MIL- Q985A, MIL-E-I and appendix B of 10CFR50, Kalibrierung gem. MIL-STD-45662
³ http://www.lfu.bayern.de/strahlung/ifr/index.htm