und extraterrestrische Information auf dem Sonnblick Observatorium

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Brit Rosenberg
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1 Meteorologische, radiometrische und extraterrestrische Information aus der Messung natürlicher Radioisotope auf dem Sonnblick Observatorium Dietmar Wagenbach, Ingeborg g Levin & Moritz Rosenfeld Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg Matthias Auer & Walter Kutschera VERA Labor, Universität Wien Herbert Gohla CTBTO, Vienna International Centre Gunther Korschinek Fachbereich h Physik, TU-München SBO-Workshop Okt.2009, ÖAW

2 Inhalt (Atmosphärische Radiaktivität als Tracer) Meteorologische Information aus Radon-222 monitoring Radiometrische Information, aus extrem seltenen kosmogenen Radionukliden Beryllium-10 und Alluminium-26 Testprojekt CTBT - Extraterrestrische Information aus Mangan-53

3 Auswahl natürliche Radionuklide Das terrigene Radon-222 (R.Michel, ZSR)

4 Der atmosphärischer Radon- Kreislauf re Atmosphär Aerosol-Partikel Spurengas 210 Pb (T 1/2 :22 Jahre ) 214 Po Radon ( 222 Rn) Boden Uran Zerfallsprodukte Radium Radon T 1/2 4,5 Milliarden Jahre T 1/2 1/2 3,8 Tage

5 Heidelberger Radon-Monitor Rohdaten

6 Radon-222 Atmosphärische Spurenstoffe Zeitliche Variation der Quellstärke Räumliche Quellverteilung emiss sion rate emis ssion rate konstant Time uniform emi ission rate emis ssion rate Saisonal/Trend Jan Jul Dec Time variabel regional scale regional scale Zeitliche Variation der Senken-Stärke rate sink konstant sin nk rate Saisonal/Trend Time Jan Jul Time Dec

7 Zusammenhang chemischer und radioaktiver Aerosol Komponenten auf dem Sonnblick (CARBOSOL-Studie) Studie) Organisches Aerosol (Pio et al.2006) OC [µg gc/m³] OC filter Low pass filter Anteil des Luftmassentransports an der Aerosol-Variabilität? Radon Zerfallsprodukt 210 Pb-Aerosol (Hammer et al.2006) 21(Hammer Pb Jun 02 Sep 02 Dez 02 Mrz 03 Jun 03 Sep 03 Dez 03 Mrz 04 Jun 04 Sep Pb activity (mbq/m m 3 ) Low pass filter 0.0 Sep 02 Dez 02 Mrz 03 Jun 03 Sep 03 Dez 03 Mrz 04 Jun 04 Sep

8 Kontinentaler Akkumulations-Effekt des Atmosphärischen h Radons

9 Heidelberger Radon-Monitor auf hochalpinen Forschungsstationen Po [Bq/m 3 ] 214 P Sommer Jahresmittelwert 2006 Winter Wieso entspricht das Level an der Zugspitze nicht dem ansteigenden West-Ost Trend Jungfraujoch Zugspitze Sonnblick

10 Interannuale Radon-Variabilität Sonnblick Jahresmittel Po [Bq q/m 3 ] 0.0 Mittelwert = 1.3 Bq/m

11 Jahresgang der Radon Zeitreihen in monatlicher Auflösung Sonnblick 3 B q/m 3 Zugspitze Bq/m Jungfraujoch 3 m 3 Bq/m 2 1 0?? Artefakt

12 m 3 Bq/m m 3 Bq/m Sonnblick Zugspitze Synoptische Radon-Variation Sommer 2006 Simultaner Anstieg anderer kontinentaler t Spurenstoffe wird erwartet! 1 0 m 3 Bq/m Jungfraujoch Apr May Jun Jul 2006?

13 Radon-Tagesgang Sonnblick 2.0 Sonnblick Po [Bq/m 3 ] ? August? Januar Uhrzeit

14 Fazit Radon Sonnblick Observatorium erlaubt artefaktfreie Aufzeichnungen der atmosphärischen Radon- Aktivität Kontinuierliche Messungen sollen weitergeführt werden Dem Einsatz zur Interpretation der Variabilität anderer Spurenstoffe steht nichts im Wege!

15 Auswahl natürliche Radionuklide Kosmogenen Radionuklide (R.Michel, ZSR)

16 Kosmogene Radionuklide( Radiometrische Information) Beryllium-10 (1,5 Millionen Jahre HWZ ) : Atome/m3 Alminium-26 (0,72 Millionen Jahre HWZ) :100 Atome/m3 Effektive Halbwertszeit von 26 Al/ 10 Be 1,4 Millionen Jahre Extraterrestrische Information Mangan-53 (3,7 Millionen Jahre HWZ) wird fast ausschließlich in Meteoriten bzw. interplanetarischem Staub produziert

17 Erforschung der Höhenstrahlung am Sonnblick vor 90 Jahren Heute! Victor Franz Hess, 1936 Nobelpreis für die Entdeckung der Kosmischen Strahlung Beschleuniger- Massenspekrtometer der LMU

18 Vienna International Centre Vienna International C Vienna International Centre

19 Sonnblick Test CTBTO Luftstaubsammler 650 m 3 pro Stunde Luftdurchsatz t

20 Sonnblick Test -Luftstaubsammler

21 Aerosol-Filter Sonnblick Test

22 Luftansaugung Sonnblick Test

23 Das atmosphärischen 26 Al/ 10 Be Verhältnis am Sonnblick und in der Antarktis Werte sind räümlich und zeitlich genügen konstant!

24 EPICA Tiefbohrung auf Dome C

25 Die DOME C Temperaturreihe (derzeit ältester Eiskern) D o m e Irregular depth profile in the bottom 70m! A target for radiometric dating? C

26 Extraterrestrisches Mangan-53 Bisher ein atmosphärischer Wert am Sonnblick (12 Atome/m 3), zwei in der Antarktis (3 Atome/m 3 ) Dies entspricht einem globalem Eintrag von ca. 0,5 g Mangan-53 pro Jahr ( kleiner als erwartet) oder ca t/jahr an extraterrestrischem Staub

27 Fazit: Kosmogene Radionuklide CTBTO Testprogramm auf dem Sonnblick erlaubte: Erste Bestimmung der atmosphärischen 26 Al/ 10 Be Verhältnisses Einsatz als Chronometer ist damit gegeben! Erster Wert für die atmosphärische 53 Mn- Konzentration Weitere Messungen zur Bestimmung des globalen 53 Mn-bzw. des interplanetaren Staubeintrags sind noch notwendig!

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