Aero-Gammaspektrometrie - Wie alles begann Anfang der 1970er Jahre wurde damit begonnen, Messverfahren zur Überwachung der Emissionen und Immissionen aus kerntechnischen Anlagen zu entwickeln und zu erproben. Nach dem Reaktorunfall von Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) wurde die Forschung auf dem Gebiet der Aero-Gammaspektrometrie verstärkt. Als Ergebnis der Untersuchungen wurden verschiedene Messsystem-Prototypen für den regelmäßigen Einsatz in Hubschraubern der Bundespolizei entwickelt. Die Güte des aktuellen Messsystems wurde bei mehreren internationalen Vergleichsmessungen bestätigt. Erste Versuche mit der Bundeswehr Anfang der 1970er Jahre begann das damalige Institut für Strahlenhygiene des Bundesgesundheitsamtes - seit 1989 im Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) - Messverfahren zur Überwachung der Emissionen und Immissionen aus kerntechnischen Anlagen zu entwickeln und zu erproben. 1984: Binationales Programm zur Aero-Gammaspektrometrie Im Jahr 1984 vereinbarten das Institut für Strahlenhygiene und das Reichsinstitut für Volksgesundheit in den Niederlanden ein gemeinsames Programm zur Erprobung von gammaspektrometrischen Messsystemen in Flugzeugen zur Messung von Bodenkontaminationen. 1986: Erste gemeinsame Messungen niederländischer und deutscher Messteams Ihre ersten gemeinsamen Messungen führten niederländische und deutsche Messteams auf dem Flugplatz Hilversum in den Niederlanden durch. Sie ermittelten die Lage radioaktiver Quellen mit Halbleiterdetektoren. Die Untersuchungen wurden anschließend in dem vom Bundesumweltministerium finanzierten Forschungsvorhaben "Entwicklung und praktischer Einsatz von Schnellmethoden zum Nachweis unfallbedingter Umweltkontaminationen" fortgeführt. Nach dem Reaktorunfall von Tschornobyl ( russ. : Tschernobyl) verstärkte das Institut für Strahlenhygiene die Forschung auf dem Gebiet der Aero-Gammaspektrometrie. 1988: Absturz des sowjetischen Satelliten Kosmos 1900 Im Herbst 1988 brachte die Sowjetunion den Satelliten Kosmos 1900 zum Absturz – einen Satelliten mit nuklearer Energieversorgung. Bei einem ähnlichen Manöver war es zehn Jahre zuvor zu einem Störfall gekommen, weil der Reaktorkern des betroffenen Satelliten (Kosmos 954) nicht wie geplant vor Eintritt in die Erdatmosphäre abgetrennt und in eine sichere Umlaufbahn gebracht werden konnte. Im Rahmen der Vorbereitung auf den Absturz von Kosmos 1900, für den ein vergleichbarer Vorfall nicht auszuschließen war, konnten bei der Flugerprobung verschiedener Messsysteme wertvolle Erfahrungen gewonnen werden. Unterstützt wurde das Institut für Strahlenhygiene dabei vom Bundesgrenzschutz (heute Bundespolizei) und der Bundeswehr. Seitdem wurde die Zusammenarbeit mit der Bundespolizei durch jährliche nationale Messübungen intensiviert. Von 1988 bis 1992 eingesetzte aero-gammaspektrometrische Messsysteme Prototyp 1 – Labormesssystem in einem Hubschrauber vom Typ Alouette II Als Ergebnis der vorangegangenen Untersuchungen wurden verschiedene Messsystem-Prototypen für den regelmäßigen Einsatz in Hubschraubern vom Typ Alouette II des Bundesgrenzschutzes entwickelt. Prototyp 1 Der Prototyp 1 basierte auf der Nutzung eines Halbleiterdetektors aus hochreinem Germanium. Die mit diesem Messsystem erfassbaren Daten waren Spektren, also Rohdaten, aus denen die relevanten Informationen im Nachhinein errechnet werden mussten. Alle Komponenten von Prototyp 1 waren aus dem Laborbestand der Vorgängerinstitute des Bundesamtes für Strahlenschutz . Das heißt, dieser Prototyp war ein Provisorium und wurde daher schnell durch den Prototyp 2 abgelöst. Prototyp 2 Prototyp 2 - Messsystem mit Schreiber in einem Hubschrauber vom Typ Alouette II Der Prototyp 2 bestand aus drei großvolumigen Szintillationsdetektoren (NaI(Tl)) und einem 4-Kanal-Schreiber, mit dem die Messdaten für drei im Vorfeld festgelegte Radionuklide und die Flughöhe erfasst wurden. Der mitfliegende BfS -Mitarbeiter protokollierte alle wichtigen Zusatzinformationen zu radiologisch auffälligen Messorten direkt auf dem Schreiberstreifen. Da die beiden erwähnten Prototypen noch nicht über GPS verfügten, wurde zusätzlich der gesamte Messflug mittels Videoaufzeichnung dokumentiert, um nachträglich dem aufgenommenen Messsignal einen Punkt im Gelände oder sogar ein bestimmtes Objekt zuordnen zu können. 1993 bis 2004: Aero-gammaspektrometrisches Messsystem MARS Messsystem MARS Um dem Stand von Wissenschaft und Technik in diesem Aufgabenfeld gerecht zu werden, wurden die Prototypen weiterentwickelt. Im Jahr 1993 bauten BfS -Mitarbeiter das computergestützte M esssystem zum A uffinden R adioaktiver S trahlung (MARS) auf. Es bestand aus einem Industrierechner mit integrierten Messkarten, drei Szintillationsdetektoren (NaI(Tl)), deren jeweilige Messsignale zu einem Summensignal zusammengefasst wurden, und einem hochreinen Halbleiterdetektor. 2004: Aero-gammaspektrometrisches Messsystem ARME Messsystem ARME (Stand 2015) Ab dem Jahr 2004 ersetzte die Bundespolizei ihre Hubschrauber vom Typ Alouette II sukzessive durch Hubschrauber des Typs EC 135. Für diesen Hubschraubertyp entwickelte das BfS ein neues Messsystem. Dieses leistungsfähigere Messsystem A irborne R adiation M easuring E quipment (ARME) wurde vom BfS mit vier unabhängig voneinander arbeitenden großvolumigen Szintillationsdetektoren (NaI(Tl)) sowie einem hochauflösenden Halbleiterdetektor konzipiert. Die Güte des neuen Messsystems wurde bei mehreren internationalen Vergleichsmessungen bestätigt. Stand: 05.11.2024
Die Projektergebnisse zeigen Möglichkeiten und Grenzen auf, die Exposition gegenüber nichtionisierender Strahlung mit Frequenzen im Terahertzbereich zu bestimmen. Perspektivisch kann eine zunehmende Nutzung dieses hohen Frequenzbereichs für unterschiedliche Anwendungen angenommen werden. Aktuelle Sicherheitsscanner, die im Fokus des öffentlichen Interesses stehen, arbeiten mit den einfacher und kostengünstiger zu erzeugenden Mikro- oder Millimeterwellen. Die Immissionsmesstechnik für Terahertzstrahlung befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium: Es existieren vor allem Laborverfahren zur Quellencharaktierisierung. Mit computergestützten numerischen Verfahren können Eindringen und Absorption der THz-Strahlung in den Körper (aber auch allgemein in biologisches Gewebe) simuliert und darauf aufbauend Expositionen abgeschätzt werden. Verfahren dieser Art ermöglichen es, eine begleitende Dosimetrie für Forschungsvorhaben zur Wirkungsforschung bereitzustellen. Für den Personenschutz haben die Daten zunächst mittelbare Bedeutung, weil die einschlägigen Richtlinien (ICNIRP, EU) in dem fraglichen Frequenzbereich keinen direkten Bezug auf körperinterne Größen nehmen: Die SAR wird aktuell zum Beispiel nur bis 10 GHz als die zu begrenzende Größe empfohlen. Die Absorptionsdaten dienen aber zur Abschätzung der erwartbaren Temperaturerhöhungen in den absorbierenden Geweben. Die Betrachtungen können dabei auf körperoberflächennahe Gewebe (Haut) beschränkt bleiben. Die geringe Eindringtiefe von THz-Strahlung (< 1mm) hat sich in den Untersuchungen bestätigt. Unsicherheiten bestehen vor allem bei den für die Simulationsrechnungen anzunehmenden elektrischen und dielektrischen Gewebeeigenschaften.
Vorliegendes Forschungsvorhaben befasst sich mit der messtechnischen Erfassung und Ana-lyse von Immissionen durch 5G-Basisstationen mit Beamforming-Antennen im 3,6-GHz-Band. Als Basis wurden Messverfahren zur Bestimmung aktueller, typischer sowie maximal mögli-cher Immissionen vorgeschlagen, die das zeitveränderliche Abstrahlverhalten der Antennen geeignet berücksichtigen. Die Bestimmung maximal möglicher Immissionen kann entweder mittels Hochrechnung basierend auf den am Messpunkt vorherrschenden Antennengewinn-unterschied zwischen Traffic und Broadcast Beams oder durch direkte Messung bei Provozie-rung der Maximalimmission mithilfe eines 5G-Endgeräts erfolgen. Immissionsmessungen an 100 systematisch ausgewählten Messpunkten im Umfeld von zehn 5G-Beamforming-Basisstationen im 3,6-GHz-Band ergaben maximale Immissionen zwischen 0,2 % (0,15 V/m) und 28,9 % (17,6 V/m) des Feldstärkegrenzwerts der 26. BImSchV (Median 4,7 % bzw. 2,9 V/m). Die Momentanimmissionen ohne provozierten Verkehr lagen zwischen 0,04 % (0,03 V/m) und 1,1 % (0,67 V/m) des Feldstärkegrenzwerts (Median 0,08 % bzw. 0,05 V/m) und die Immissionen bei typischer Nutzung (ARD-Livestream) nur unwesentlich hö-her zwischen 0,04 % (0,03 V/m) und 1,3 % (0,8 V/m) des Feldstärkegrenzwerts (Median 0,2 % bzw. 0,12 V/m). Einen großen Einfluss auf die Größe der Immission haben die Sichtverhält-nisse zwischen Immissionsort und 5G-Antenne, da im 3,6-GHz-Band nennenswerte Dämpfun-gen auch schon durch Vegetation auftreten. Die bei GSM-, UMTS- und LTE-Basisstationen beobachtete Abhängigkeit vom Vertikalwinkel zwischen Immissionsort und Antenne hat sich bei den untersuchten 5G-Beamforming-Basisstationen dahingehend verändert, dass die Im-missionen nicht mehr bei kleinen, sondern bei größeren Vertikalwinkeln am höchsten ausfal-len. Sofern der Beam nicht am Immissionsort einwirkt, sondern azimutal oder radial um einige zehn Meter in der Zelle verschoben wird, zeigte sich bei den hier durchgeführten Messungen gegenüber einer direkten Ausrichtung des Beams auf den Immissionsort im Mittel eine Immis-sionsreduktion von 7,5 dB. Langzeitmessungen ergaben, dass zum Zeitpunkt der Messungen nur sporadisch Nutzer aktiv waren. Selbst bei gezielter provozierter typischer Nutzung konnte der 6-Minuten-Mittelwert der Feldstärke an den meisten Punkten nur durch den Download ei-ner großen Datei signifikant über die Nachweisgrenze des Messgeräts gehoben werden. Im-missionsspitzen traten zeitlich meist sehr begrenzt auf.
Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur gaschromatographischen Messung von Benzol und anderen Aromaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Immissionsschutz Nordrhein-Westfalen durchgeführt.
Das Projekt "Korrosionsempfindliche Dosimetermaterialien zur Überwachung der Umweltbedingungen an Kulturgütern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Physikalisches Institut durchgeführt. Die einzelnen Belastungsfaktoren von Kulturgütern können durch apparativ aufwendige und kostenintensive Einzelmessungen mit Hilfe der modernen Analytik genau bestimmt werden. Mit den sogenannten Glassensoren wurde am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) eine elegante und zerstörungsfreie Methode entwickelt, die ohne aufwendige Messungen der einzelnen Parameter die auftretenden Gesamtbelastungen über einen längeren Zeitraum hinweg registrieren kann. Die Verwendung von sensibilisierten Glasflächen als Dosimetermaterial wurde für den bisherigen Anwendungsbereich ausgeschöpft. Ziel dieses Vorhabens ist es, neue korrosionsempfindliche Materialien und Komponenten herzustellen und für den prinzipiellen Einsatz zur Überwachung der Umweltbedingungen an Kulturgütern zu prüfen. Zum einen sollen Granulate der bisherigen Glasmaterialien mit unterschiedlicher Körnung in eine NIR-transparente Trägermatrix aus SiO2-Aerogel eingebracht werden. Zum anderen bietet sich die Modifizierung der inneren Oberfläche von SiO2-Aerogelen an, die dann selbst als detektionsaktive Medien fungieren können. Ein weiterer Syntheseweg soll so gewählt werden, dass Aerogel- oder Xerogelschichten ohne überkritische Trocknung auf Glas als Trägermaterial hergestellt werden. In jedem Fall muss der korrosive Einfluss bestimmter Umweltfaktoren (Feuchte, Temperatur, Schadgase) in einem Expositionsprogramm in Klimakammern, zunächst durch Variation einzelner Parameter und schließlich durch deren Kombination systematisch charakterisiert werden. Nach Abschluss dieser Labortestphase können - bei Projektende - Expositionsprogramme in Museen verwirklicht werden.
Das Projekt "Reseau de surveillance de la pollution atmospherique de fond BAPMoN (Background Air Pollution Monitoring Network) (FRA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Organisation meteorologique mondiale, RDP-ENV (Division de l'environnement) durchgeführt. Voir le rapport sur la situation de reseau BAPMoN pour 1983. Quelques nouvelles stations ont ete ajoutees (pas en Suisse). La station suisse du Jungfraujoch a ete reconnue appropriee pour effectuer le re-calibrage routinier des photometres solaires utilises dans d'autres pays. Cette proposition a ete faite lors d'une recente reunion d'experts sur la turbidite sous la presidence de M. Froehlich, Davos. (FRA)
Das Projekt "Luftpollen-Untersuchung in der Innerschweiz und (stichprobenweise) Feststellung von Luftverschmutzung in Luzern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kantonsspital Basel, Dept. Forschung, Abteilung Dermatologie durchgeführt. Die Untersuchungen in Luzern sollten zunaechst eine Luecke zwischen den zwoelf anderen in der Schweiz vorhandenen Messstellen fuer Luftpollen schliessen; da gerade in der Innerschweiz keine entsprechende Station existierte. Die Fangstreifen wurden jeweils in Basel durch Dr. R. M . Leuschner ausgewertet. Zeitweilig konnte ausserdem eine staerkere Verschmutzung der Luft durch recht dunkle Streifen auf den Tagespraeparaten festgestellt werden. Die Art der Tagespraeparate erlaubt solche 'Schmutzstreifen' auf ca. 2 Stunden genau einzuordnen, da sich das Sammelgeraet pro Stunde um 2 mm weiterbewegt und ein Tagespraeparat somit 48 mm lang ist. Aehnliche 'Schmutzstreifen' wurden auch in frueheren Praeparaten von Basel registriert und mit wesentlich saubereren Fangstreifen von Davos verglichen. Hierfuer wird die Literatur zitiert.
Das Projekt "Messstelle nach Paragraph 26 Bundes-Immissionsschutz-Gesetz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUTEC-Institut GmbH durchgeführt.
Das Projekt "Berücksichtigung aktueller Mobilfunkantennentechnik bei der HF-EMF-Expositionsbestimmung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Hochfrequenztechnik durchgeführt. Durch den Rollout von 5G ist mit einem zunehmenden Einsatz von Massive-MIMO1)-Antennen zu rechnen, die mit Hilfe von Strahlformung und -lenkung (Beam Forming und Beam Steering) neben den periodisch zellweit ausgesendeten Broadcast Beams zur Signalisierung auch zielgerichtet Traffic Beams zur Abwicklung des Datenverkehrs auf Nutzer ausrichten können. Die zeitliche Variabilität der Strahlungscharakteristika der Antennen in Verbindung mit verkehrsabhängigen Auslastungsschwankungen in den jeweiligen Mobilfunkzellen stellt die Immissionsmesstechnik vor neue Herausforderungen und kann die Unsicherheiten bei der Immissionsbestimmung erhöhen. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung und Beschreibung von Messverfahren zur Bestimmung tatsächlicher, typischer und maximal möglicher Expositionen von 5G-Massive-MIMO-Basisstationen im 3,6-GHz-Band an für die Allgemeinbevölkerung zugänglichen Orten. Die Messverfahren werden unter Labor- und Feldbedingungen validiert und anschließend an 100 hinsichtlich der Expositionsrandbedingungen unterschiedlichen Immissionsorten im Umfeld von 10 Basisstationen angewendet, um eine Aussage über die Höhe und Spannbreite der Expositionsbeiträge zu treffen. Des Weiteren werden die Expositionsbeiträge der 5G-Massive-MIMO-Basisstationen an 5 Immissionsorten über jeweils 24 Stunden aufgezeichnet sowie an 10 Immissionsorten mit denen von konventionellen Basisstationen (2G, 3G, 4G, TETRA-BOS) verglichen.
Das Projekt "Partikel in PKW-Emission und Immission" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrzeuge, Professur für Kraftfahrzeug- und Antriebstechnik durchgeführt. Partikelemissionen (Ruß, ultrafeine Partikel) von Kfz gelten als besonders gesundheitsrelevant (Dieselruß ist als krebserzeugend eingestuft). Dabei gelten Hinsichtlich ultrafeiner Partikel (UFP; kleiner als 100 nm) sind 'moderne' PKW-Motoren (Otto und Diesel; spätestens seit Euro 5) aufgrund der Arbeitsverfahren (direkte Einspritzung in den Zylinder bei hohem Druck) als besonders emissionsrelevant zu bewerten. Der mit der zunehmenden Marktdurchdringung zu erwartende Anstieg der entsprechenden Schadstoffkonzentration war in den vergangenen Jahren (201-2018) in Immissionsmessungen jedoch nicht erkennbar. Es ist derzeit nicht bekannt, ob die unterschiedlichen Messverfahren für Emission und Immission, etwaige Partikel-Umwandlungsprozesse nach Verlassen der Emissionsquelle und/oder die noch geringe Flottendruchdringung von EURO5- und EURO6dtemp-PKW Ursachen dafür sind. Ziel des Projektes ist es, das tatsächliche Partikel-Emissionsverhalten von EURO5- und EURO6dtemp-PKW (jeweils Otto und Diesel) auf der Basis von Messungen im verdünnten Abgas zu ermitteln und gleichzeitig Hinweise zum Verhalten der emittierten Partikel in der Außenluft zu erhalten. Aus den Erkenntnissen sollen u.a. Schlussfolgerungen für die Weiterentwicklung der Konzeption für das sächsische Luftgüte-Messnetz abgeleitet werden.
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Bund | 186 |
Type | Count |
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Förderprogramm | 183 |
Text | 2 |
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Language | Count |
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Topic | Count |
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Boden | 151 |
Lebewesen & Lebensräume | 158 |
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Mensch & Umwelt | 186 |
Wasser | 151 |
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