API src

Spurenanalyse im BfS

Description: Spurenanalyse im BfS Mit hochempfindlichen physikalischen Messsystemen ist es dem BfS möglich, geringste Spuren radioaktiver Stoffe in der Luft zu detektieren. Dabei kann unterschieden werden, ob die nachgewiesenen radioaktiven Spuren natürlichen oder künstlichen Ursprungs sind. Diese Untersuchungen werden als Spurenanalyse bezeichnet und dienen unter anderem zur Überwachung des weltweiten Stopps von Kernwaffenversuchen. Aufgaben und Ziele der Spurenanalyse des BfS sind es, geringste Mengen radioaktiver Stoffe in der Luft nachzuweisen sowie deren Herkunft, Verteilung und Transport in der Umwelt zu untersuchen und kurz- und langfristige Änderungen auf niedrigstem Aktivitätsniveau zu verfolgen. Gesetzliche Grundlagen Gesetzliche Grundlagen für die Untersuchungen im Rahmen der Spurenanalyse sind das Strahlenschutzgesetz ( StrlSchG ) mit den Messprogrammen zur AVV - IMIS , der EURATOM -Vertrag sowie der Vertrag zur Überwachung des Kernwaffenteststoppabkommens ( CTBT ). Die Messergebnisse werden von der Leitstelle Spurenanalyse im BfS zusammengefasst und an das Bundesumweltministerium ( BMUV ), die Internationale Atomenergieorganisation (International Atomic Energy Agency, IAEA ) sowie an die Europäische Union ( EU ) berichtet. Die Ergebnisse werden im Ereignisfall, wenn größere Mengen radioaktive Stoffe in die Luft gelangen (zum Beispiel bei einem Unfall in einem Kernkraftwerk) zusätzlich im System der elektronischen Lagedarstellung des Notfallschutzes ( ELAN ) bereitgestellt. Luftstaubsammler der Spurenanalyse auf dem Dach der BfS-Dienststelle in Freiburg Luftproben An der Messstation Schauinsland und in Freiburg werden Luftstaub- und Edelgasproben genommen und in den Spurenanalyselaboren am Standort Freiburg aufbereitet und gemessen. Die Luftstaub- und Edelgasproben werden kontinuierlich – in der Regel jeweils über eine Woche – gesammelt. Bei Bedarf (zum Beispiel nach dem Unfall in Fukushima ) werden zusätzlich Niederschlagsproben genommen und auf Radionuklide untersucht. Darüber hinaus werden Edelgasproben aus aller Welt im Edelgas-Labor in Freiburg analysiert. Labore Zur Spurenanalyse nutzt das BfS verschiedene Labore : Edelgas-Labor Gammaspektrometrie-Labor Radiochemie-Labor Edelgas-Labor Edelgas-Labor zur Spurenanalyse Akkreditiertes Labor nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 Aufgaben Umweltüberwachung im Rahmen der gesetzlichen Aufgaben Nachweis von verdeckten nuklearen Aktivitäten Die radioaktiven Isotope der Edelgase Xenon (zum Beispiel Xenon-133) und Krypton (Krypton-85) spielen eine wichtige Rolle bei dem Nachweis von verdeckten nuklearen Aktivitäten wie unterirdischen Kernwaffentests sowie als Indikator für die Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen (auch zur Produktion von Plutonium für Kernwaffen). Das BfS unterstützt mit seinem Labor die Vertragsorganisation zur Überwachung des Kernwaffenteststoppabkommens ( CTBTO ) als " Support Labor". Das BfS nimmt wöchentlich Luftproben in Freiburg und auf dem Schauinsland. An derzeit weltweit weiteren sechs Probeentnahmestationen werden in Zusammenarbeit mit anderen Institutionen wöchentlich Proben für die Analyse im Edelgas-Labor des BfS gesammelt. Hierzu werden die Proben an den Probenahmestellen so aufbereitet, dass sie in Druckdosen oder Gasbehältern an das Edelgas-Labor verschickt werden können. Verfahren Eine Edelgasprobe wird für die Aktivitätsmessung aufgearbeitet Im Edelgas-Labor wird die Luftprobe mittels eines gaschromatographischen Verfahrens analysiert; das heißt, das Gasgemisch wird in seine einzelnen chemischen Bestandteile getrennt. Die Aktivität des Kryptonanteils wird mit Hilfe von Messungen der Beta- Strahlung mit Proportionalzählrohren bestimmt. Das Gasvolumen des analysierten Kryptonanteils wird anschließend gaschromatographisch ermittelt. Für die Bestimmung der Aktivität der Xenon-Isotope betreibt das Edelgas-Labor zwei nuklidspezifische Xenon-Messsysteme. Mit diesen Systemen können die Aktivitäten und Aktivitätskonzentrationen der vier Xenon-Isotope Xenon-133, Xenon-135, Xenon-131m und Xenon-133m mit Hilfe der simultanen Messung von Beta- und Gamma-Strahlung bestimmt werden. Wird in Luftproben Xenon nachgewiesen, kann die so ermittelte Isotopenzusammensetzung Hinweise auf die mögliche Quelle des Xenons liefern. Das Verfahren wurde im März 2022 in den Akkreditierungsumfang aufgenommen. Bei erhöhtem Probenaufkommen besteht zusätzlich auch die Möglichkeit der Aktivitätsbestimmung von Xe-133 über die Betaaktivität analog zur Aktivitätsbestimmung von Kr-85. Nachweisgrenze Typische Nachweisgrenzen des Proportionalzählrohr-Messsystems liegen für die Aktivitäten von Krypton-85 bei zirka 0,03 Becquerel und bei zirka 0,01 Becquerel für Xenon-133. Für die nuklidspezifischen Xenon-Systeme liegt die Nachweisegrenze bei zirka 0,002 Becquerel . Gammaspektrometrie-Labor Gammaspektrometrie-Labor zur Spurenanalyse Akkreditiertes Labor nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 Aufgaben Umweltüberwachung im Rahmen der gesetzlichen Aufgaben Nachweis von Spuren künstlicher Radionuklide in Luftstaubproben Spuren radioaktiver Stoffe im Luftstaub werden mit Hilfe der Gammaspektrometrie nachgewiesen. Die hierfür benötigten Proben werden mit Hochvolumensammlern genommen, der Sammelzeitraum beträgt in der Regel eine Woche. Im Ereignisfall ist auch eine tägliche Probenahme möglich. Ziel der Messungen ist die Bestimmung der Aktivitäten und Aktivitätskonzentrationen der verschiedenen gammastrahlenden Radionuklide , die aus der Luft auf Filtern abgeschieden wurden. Für die Suche nach radioaktiven Spuren werden im Gammaspektrometrie-Labor der Dienststelle Freiburg Luftstaubproben gemessen, die mit Hochvolumensammlern an der Messstation auf dem Schauinsland und auf dem Dach der Dienststelle in Freiburg genommen werden. Die Hochvolumensammler saugen die Luft mit einem Durchsatz von 700 bis 900 Kubikmetern pro Stunde über großflächige Aerosol -Filter. Die Staubpartikel mit den anhaftenden Radionukliden werden auf diesen Filtern abgeschieden. Verfahren Besaugter Aerosolfilter Die Filter werden nach Ende der Sammelzeit (in der Regel eine Woche) zu Tabletten gepresst. Um auch noch kleinste Mengen von Radionukliden nachweisen zu können, werden die Tabletten mit hochempfindlichen Reinstgermaniumdetektoren über mehrere Tage hinweg gemessen. Bleiabschirmungen dienen hierbei zur Reduzierung der überall vorhandenen Umgebungsstrahlung, die die Messung stören kann. Typische Nachweisgrenzen für die Aktivitätskonzentration von Cäsium-137 liegen bei circa 0,1 Mikrobecquerel pro Kubikmeter Luft. Nicht alle Radionuklide können anhand der Gammastrahlung identifiziert werden. Radionuklide wie zum Beispiel Strontium-90 oder Plutonium müssen zunächst radiochemisch abgetrennt und für die jeweilige Messung entsprechend aufbereitet werden. Dies erfolgt in der Regel jeweils monatsweise im Radiochemielabor der Dienststelle Freiburg. Gepresster Filter auf dem Detektor Die Überwachung von radioaktiven Spuren am Luftstaub ist unter anderem ein Bestandteil der Messprogramme nach AVV - IMIS und des EURATOM -Vertrags. Messungen außerhalb des Akkreditierungsumfangs Gasförmiges Jod Gasförmiges Jod kann nicht auf Luftstaubfiltern abgeschieden werden. Um dieses Jod nachweisen zu können, wird es an die Oberfläche eines festen Stoffes (zum Beispiel Aktivkohle) angelagert. Die dabei entstandene Probe wird gammaspektrometrisch untersucht. Niederschlagsproben Bei Bedarf (zum Beispiel nach dem Unfall in Fukushima ) werden an der Dienststelle in Freiburg sowie an der Messstelle auf dem Schauinsland zusätzlich Niederschlagsproben genommen und auf Radionuklide untersucht. Diese Proben enthalten die mit dem Niederschlag aus der Luft ausgewaschenen Radionuklide . Radiochemie-Labor Radiochemie-Labor zur Spurenanalyse Aufgabe: Umweltüberwachung im Rahmen der gesetzlichen Aufgaben Nachweis radioaktiver Elemente in Luftstaubproben: Strontium Uran Plutonium Nachweis von verdeckten nuklearen Aktivitäten An den Messstationen Schauinsland und in Freiburg gesammelte Luftstaubproben werden zunächst im Gammaspektrometrie-Labor gemessen und ausgewertet. Danach werden sie im Radiochemie-Labor mit speziellen Methoden aufbereitet, um Strontium, Uran und Plutonium einzeln abzutrennen. Verfahren Um eine möglichst niedrige Nachweisgrenze zu erreichen, werden jeweils vier bis fünf Wochenproben zu Monatsproben zusammengefasst und verascht. An der Asche dieser Proben werden die Aktivitätskonzentrationen der oben genannten Nuklide bestimmt. Hierfür wird die Probenasche in Säure aufgelöst und in einem speziell dafür vorgesehenen Mikrowellengerät aufbereitet. Anschließend werden die zu bestimmenden Nuklide mittels radiochemischem Analyseverfahren abgetrennt und auf Filtern beziehungsweise Edelstahlplättchen abgeschieden. Filterproben werden im Radiochemielabor aufgearbeitet Die Strontiumisotope werden mit einem Low-Level alpha/beta Messplatz gemessen. Dabei handelt es sich um ein Messsystem, mit dem kleinste Aktivitäten von Alpha- und Beta-Strahlern nachgewiesen werden können. Die Messung der Uran - und Plutoniumisotope erfolgt nach der elektrochemischen Abscheidung auf Edelstahlplättchen in einem Alphaspektrometer. Nachweisgrenzen Mit dem beschriebenen Verfahren werden Nachweisgrenzen von 1 Mikrobecquerel pro Kubikmeter Luft für Strontium-89, 0,03 Mikrobecquerel pro Kubikmeter Luft für Strontium-90 sowie 0,0005 Mikrobecquerel pro Kubikmeter Luft für die Isotope Uran -234, Uran -235, Uran -238, Plutonium -238, Plutonium -239 und Plutonium -240 erreicht. Stand: 24.07.2024

Types:

Origin: /Bund/BfS/Website

Tags: Schauinsland ? Freiburg ? Messstation ? Gammastrahlung ? Iod ? Kernwaffe ? Krypton ? Strontium ? Xenon ? Aktivkohle ? Fukushima ? Mikrowellengerät ? Asche ? Edelgas ? Gammaspektroskopie ? Messeinrichtung ? Plutonium ? Sensor ? Strahlenschutzgesetz ? Uran ? Staub ? Messprogramm ? Aerosol ? Filter ? Radionuklid ? Kernbrennstoff ? Kernenergie ? Chemische Analyse ? Strahlung ? Umweltmonitoring ? Europäische Union ? Radioaktives Element ? Europäische Atomgemeinschaft ? Strontium-90 ? Cäsium-137 ? Gasgemisch ? Abscheidung ? Nachweisgrenze ? Radioaktiver Stoff ? Isotop ? Kerntechnischer Unfall ? Vertrag ? Atomtest ? Analyseverfahren ? Luftprobe ? Arbeit ? Niederschlag ? Wiederaufarbeitung ?

License: all-rights-reserved

Language: Deutsch

Issued: 2024-07-24

Time ranges: 2024-07-24 - 2024-07-24

Resources

Status

Quality score

Accessed 1 times.