Gammaspektrometrische Untersuchung von Umweltproben Von der natürlichen Radioaktivität bis zum Fallout von Fukushima. Vortrag zur Masterarbeit

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1 IRS- Institut für Radioökologie und Strahlenschutz Gammaspektrometrische Untersuchung von Umweltproben Von der natürlichen Radioaktivität bis zum Fallout von Fukushima Vortrag zur Masterarbeit von Frank Tawussi Zeitraum: Okt Okt Page 0

2 Gliederung Umweltradioaktivität Gamma-Spektrometrie mit Halbleiter-Detektoren Umweltproben aus Deutschland Fallout von Fukushima Bodenproben Nahrungsmittel Zusammenfassung Page 1

3 Umweltradioaktivität Natürliche & künstliche Radionuklide Durchschnittliche effektive Dosisrate aus natürlichen Quellen: ca. 2 msv/a Unkontrollierte Freisetzung von Radionukliden Gefahr für Mensch und Umwelt Untersuchung der Strahlenexposition Page 2

4 Radionuklide Page 3

5 Halbleiter-Detektor Germanium-Kristall Hohe Reinheit Ladungsträgerarme Zone [Bun06] Page 4

6 Gammaspektrum Page 5

7 Wichtige Begriffe Spezifische Aktivität: Efficiency: Page 6

8 Probenübersicht 1. Bodenproben aus Deutschland 2. Partikelsammlung aus bodennaher Luft 3. Salzlauge aus einer Tiefenbohrung 4. Immobilisat aus dem Uranbergbau 5. Proben aus Fukushima (Japan) Page 7

9 Bodenproben Schleswig Hannover Potsdam Görlitz Nürnberg Lahr (0-5, 5-10, 10-20, 20-30, cm) Page 8

10 Probenvorbereitung Sieben auf < 2mm Korngröße Trocknung bei 105 C Abfüllung in Marinelli-Becher Dichtekalibrierung Efficiency-Bestimmung Multinuklidlösung Page 9

11 K-40 in den Bodenproben Page 10

12 Cs-137 in den Bodenproben Page 11

13 Bodenproben Page 12

14 Bodenproben Page 13

15 Partikelsammlung aus der Luft m³ Luft in einer Woche Zeitraum: Oktober 2011 bis Februar 2012 wöchentlich Page 14

16 Partikelsammlung aus der Luft Page 15

17 Salzlauge aus einer Tiefenbohrung Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Salzlauge aus 4000m Tiefe Page 16

18 BGR-Proben 1. Salzlauge (direkt) 2. Salzpulver (gemahlen) 3. Salzteig (gerührt) 4. Feststoffprobe Salzbrücke Page 17

19 Ergebnisse Page 18

20 Ergebnisse Geothermie Neustadt-Glewe: Thermalwasser: K-40: 25 Bq/L Ra-226: 8 Bq/L Anlageteile: Ra-226: Bq/kg Pb-210: Bq/kg [Deg10] Page 19

21 Immobilisat aus Uranbergbau Ehemalige Uranbergbauregion Erzgebirge Wasserbehandlungsanlage Schlema-Alberoda Zugabe von Flockungsmitteln Fällungsrückstand Page 20

22 Immobilisat aus Uranbergbau Hoher Uran-Gehalt Referenzdatum: Page 21

23 Bodenproben aus Japan Minami-soma City (Präfektur Fukushima), Ortsteil Haramachi Probe 01: Blumenkübel, teilweise überdacht Probe 02: Parkplatz, ca. 100m entfernt von Probe 01 Page 22

24 Ergebnisse MEXT ( ): Minami-soma City: 4040 Bq/kg (Cs-137) [MEX11a] Page 23

25 Dosisratenabschätzung Page 24

26 Depositionsdichte [MEX11b] Page 25

27 Nahrungsmittel aus Fukushima Ministry of Health, Labour and Welfare (MHLW) Cs-134, Cs-137, I-131 Fleisch, Fisch, Gemüse, Obst, Pilze, Milch, Eier, Getreide, Grenzwerte für Radiocaesium (Cs Cs-137): 500 Bq/kg (bis April 2012) 100 Bq/kg (ab April 2012) Page 26

28 Nahrungsmittel aus Fukushima [MHL12a] Page 27

29 Nahrungsmittel aus Fukushima [MHL12a] Page 28

30 Nahrungsmittel aus Fukushima Sofortige Entfernung der Nahrungsmittel vom Markt Mittlere Ingestionsdosis deutlich kleiner als 1 msv im 1. Jahr: 0,2 msv/a (MHLW) [MHL12b] Page 29

31 Zusammenfassung Gamma-Spektrometrie Umweltproben: Boden, Luft, Salzlauge, Immobilisat Japan-Fukushima: Boden aus Minami-soma City Nahrungsmittel Page 30

32 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Page 31

33 Literatur [Bun06] BUNDESMINISTERIUM FÜR UMWELT, NATURSCHUTZ UND REAKTORSICHERHEIT: Messanleitungen für die Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt und zur Erfassung radioaktiver Emissionen aus kerntechnischen Anlagen. (Stand: ) [Kno99] KNOLL, G. F.: Radiation Detection and Measurement. JohnWiley & Sons, New York, 3. Auflage, 1999 [L A03] L ANNUNZIATA, Michael: Handbook of radioactivity analysis. Academic Press, 2. Auflage, 2003 [Bun99] BUNDESAMT FÜR STRAHLENSCHUTZ: Verfahren zur Bestimmung von natürlichen Radionukliden in der Umwelt zur Erfüllung der Richtlinie zur Emissions- und Immissionsüberwachung bei bergbaulichen Tätigkeiten (REI Bergbau). In: Fachbereich Strahlenschutz (Berlin, Juli 1999) [PTB11] PTB, Physikalisch-Technische Bundesanstalt: K-40 und Cs-137 in der bodennahen Luft in Braunschweig ( ). [PTB12a] PTB, Physikalisch-Technische Bundesanstalt: Be-7 und Cs-137 in der bodennahen Luft in Braunschweig seit ( ). [Deg10] DEGERING ET AL.: Natürliche Radionuklide im Aquifer, im Fluid und in den Ablagerungen der Geothermieanlage Neustadt-Glewe. (2010) [MEX11a] MEXT, Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology: Readings of environmental monitoring samples. (23. März 2011). [MEX11b] MEXT, Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology: Results of Airborne Monitoring by the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology and the U.S. Department of Energy. Annex 2 (6. Mai 2011). icsfiles/afieldfile/2011/05/10/ _0506.pdf [MHL12a] MHLW, Ministry of Health, Labour and Welfare: Information on the Great East Japan Earthquake. ( ). [MHL12b] MHLW, Ministry of Health, Labour and Welfare: New Standard limits for Radionuclides in Foods. In: Department of Food Safety Pharmaceutical & Food Safety Bureau (Februar 2012). [Mic12] MICHEL, R.: Der Reaktorunfall von Fukushima Dai-ichi und seine Folgen für Mensch und Umwelt. In: SSK Klausurtagung, Abendvortrag, Hamburg ( ) &hash=1f553d902e95260dd0b cb8ec3a0bad [Bun12] BUNDESAMT FÜR STRAHLENSCHUTZ: Einige wichtige Dosis- und Grenzwerte. (Stand: ). Page 32