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Schutz vor radioaktiver Strahlung: Neue Messgeräte identifizieren radioaktive Partikel in der Luft

Radioaktivität ist nicht gleich Radioaktivität: Jod oder Cäsium geben ihre gefährliche Energie unterschiedlich ab. Um für Menschen und Tiere den optimalen Schutz davor zu entwickeln, muss erst einmal gemessen werden, welche radioaktiven Materialien in der Luft sind. Ein neues Gerät der Universität Freiburg kann das anzeigen – und wird nun vom Bundesamt für Strahlenschutz deutschlandweit installiert.


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( © Alex White / fotolia.com)

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Radioaktive Strahlung ist gefährlich und die Folgen werden von den menschlichen Sinnen erst wahrgenommen, wenn es viel zu spät ist. Radioaktivität entsteht in komplexen Zerfallsprozessen, die es erforderlich machen, dass die vorliegende Strahlung genau gemessen wird. Die Geschehnisse in Japan zeigen, dass es wichtig ist, die radioaktiven Materialien, Isotope wie Jod oder Cäsium in der Luft unterscheiden zu können. Durch den Wind werden die radioaktiven Isotope – wenn auch in kleinerer Konzentration als in Japan – bis nach Deutschland gelangen. Doch es gibt keine allgemein gültigen Regeln, wie Menschen und Tiere langfristig vor den verschiedenen Materialen geschützt sind: So ist die radioaktive Energie, die von Jod ausgeht, stärker und damit schädlicher, existiert aber nur kurzzeitig. Cäsium hingegen ist nicht so gefährlich wie Jod, gibt seine schädliche Energie aber über einen längeren Zeitraum ab.  Bisherige Messgeräte  zeigten nur an, ob und in welcher Stärke Radioaktivität in der Luft über Deutschland zu messen ist.  Unterscheidungen zwischen den einzelnen Materialen konnten nicht durchgeführt werden.

 

  • Neue Messgeräte als Schutz vor radioaktiven Materialen
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Auf der Website des Bundesamt für Strahlenschutz odlinfo.bfs.de werden die täglich in Deutschland gemessenen Werte veröffentlicht. (Grafik: Bundesamt für Strahlenschutz)


Eine wissenschaftliche Forschungsgruppe der Universität Freiburg trägt nun dazu bei, dass Menschen und Tiere vor der radioaktiven Strahlung besser geschützt werden können: Die Servicegruppe Detektortechnologie am Freiburger Materialforschungszentrum FMF unter der Leitung von Dr. Michael Fiederle arbeitet an Nachweissystemen, die genau diese Unterscheidung erlauben. In einem Forschungsprojekt zusammen mit dem Bundesamt für Strahlenschutz werden Sensoren und die erforderliche Elektronik - der Gammastrahlen MultiChannelAnalyzer GMCA - entwickelt. Die effizienten Sensoren und die Elektronik können zu kompakten System verbaut und als autarke Einheiten betrieben werden.

 

  • Bundesweites Netzwerk von Messsonden

Die Systeme sollen in dem bundesweiten Netzwerk von Messsonden des Bundeamts für Strahlenschutz, die an verschiedenen Standorten in Deutschland aufgestellt sind, als Orts-Dosis-Leistung (ODL) Netzwerk eingesetzt werden und die Identifizierung von radioaktiver Strahlung durchführen. In der aktuellen Ausbauphase des ODL Netzwerks kann die Dosisleistung der Gammastrahlung, einer bestimmten Form der Radioaktivität mit sehr großer Reichweite, über das Internet unter http://odlinfo.bfs.de/ jederzeit abgefragt werden. Allerdings wird nur die Dosis an den Messstellen gemessen, eine genauere Identifizierung der radioaktiven Produkte ist mit den bisherigen Geräten nicht möglich gewesen.

 

  • Neue Geräte gehen in Betrieb

Das Netzwerk soll nun um die Sensoren und Elektronik aus dem FMF erweitert werden, um die Leistungsfähigkeit des ODL zu erweitern und mögliche Schutzmaßnahmen unmittelbar einleiten zu können. Aufgrund der speziellen Eigenschaften der Sensoren kann in Kombination mit dem GMCA eine eindeutige Identifizierung der radioaktiven Substanzen erfolgen.  Dazu werden nicht nur die radioaktiven Zerfälle wie bei einem Geiger-Müller-Zählrohr aufgenommen, sondern jeder Zerfall wird noch anhand seiner Energie registriert. Diese Energie eines radioaktiven Zerfalls ist charakteristisch für das zerfallende Ausgangsmaterial. Dadurch kann eine genaue Identifizierung wie z.B. von radioaktivem Jod oder Cäsium erfolgen.

 

  • Von der Entwicklung zur Produktion

Die entwickelten Detektorsysteme werden nun vom Bundesamt für Strahlenschutz auf dem Schauinsland im Schwarzwald ausgiebig getestet und zum Nachweis und zur Identifizierung von Strahlung eingesetzt. Nach der erfolgreichen Testphase ist die Installation weiterer Systeme in allen Teilen Deutschlands geplant. Denn schließlich werden die radioaktiven Isotope noch für eine lange Zeit in der Luft zu finden sein – und es ist wichtig, langfristig die optimalen, individuellen Schutzmaßnahmen durchzuführen. Die Produktion wird durch ein Start-Up des FMF, der Firma X-ray Imaging Europe XIE GmbH realisiert.

Die Druckversion dieses Textes (pdf) finden Sie hier.
 

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Dr. Michael Fiederle

Michael Fiederle ist seit 2002 Leiter der Servicegruppe Materialcharacterization & Detector Technology am Freiburger Materialforschungszentrum FMF. Sein wissenschaftliches Arbeitsgebiete umfasst die Themen Herstellung von Halbleitermaterialien und die Entwicklung von Strahlungsdetektoren auf der Basis von CdTe und CdZnTe. Im Jahr 2006 gewann er den Wettbewerb "Innovative Medizintechnik" des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, 2010 wurde ihm auf einer Fachkonferenz in den USA der "Room Temperature Semiconductor Detectors RTSD Scientist Award" verliehen.

  

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