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Ueberwachung der Umweltradioaktivitaet (kuenstlich und natuerlich) / Ueberwachung der Radioaktivitaet in Umgebung von Kernkraftwerken, Spitaelern und Industrien

Ueberwachung der Umweltradioaktivitaet in der Schweiz: Luft, Regen, Erdboden, Gras, Getreide, Milch, andere Lebensmittel, Fluss- und Grundwasser, Wasserpflanzen, Fische, Sedimente, Plankton etc; Umgebungsueberwachung bei Kernkraftwerken, und in der Umgebung von Industrien und Spitaelern die Radionuklide verarbeiten; Messungen der Ortsdosen und der Ortsdosisleistung; Aufbau und Betieb eines Netzes mit Fernuebertragung zur automatischen Messung der Ortsdosisleistung an 51 Stationen in der Schweiz (zusammen mit der SMA); Korrelation zwischen Variationen der Strahlendosis und meteorologischen Einfluessen; Berechnung der Strahlendosen der Bevoelkerung in der Umgebung von Kernkraftwerken; Messung von Radon in Wohnhaeusern und Berechnung der Strahlendosen der Bewohner (zusammen mit EIR); Ausarbeitung der Jahresberichte der KUER an den Bundesrat; Beurteilung der Messergebnisse aus der Sicht des Strahlenschutzes (Schweiz. Strahlenschutzverordnung und Internationale Empfehlungen); Bestimmung von Parametern und Test radiooekologischer Modelle fuer die Ausbreitung und den Transfer radioaktiver Stoffe in der Umwelt.

Entwicklung von Messtechnik zur Beprobung kontaminierter Betonbaukörper kerntechnischer Anlagen während des Rückbaus, Teilvorhaben: Entwicklung von Werkzeugen zur In-Situ-Analyse von Betoneigenschaften, Radionukliden und hydraulischer Loch-zu-Loch-Permeabilität sowie Befundkartierung

Aufbau und Charakterisierung eines Referenzfeldes zur Sicherstellung des Strahlenschutzes an Beschleunigeranlagen in Medizin und Forschung und zur Prüfung und Kalibrierung entsprechender Messgeräte

Entwicklung eines Ortsdosis- bzw. Ortsdosisleistungsmessgeräts zur Messung der gesetzlichen Messgrößen Umgebungs-Äquivalentdosis H*(10) sowie Richtungs-Äquivalentdosis H'(0,07) für gepulste Photonenfelder im Energiebereich 15 keV - 1,3 MeV

Bestimmung von Strahlenschutzszenarien als Voraussetzung für eine nachhaltige Gewährleistung des Strahlenschutzes beim Umgang mit Ultrakurzpuls-Lasern (UKP-Laser) u.a. zur Unterstützung eines einheitlichen Vollzugs

i) Ausgangslage: Bei der Anwendung von Ultrakurzpuls-Lasern kann in Abhängigkeit von Laserparametern, Targetmaterial und Geometrie ein erheblicher Anteil von Röntgenstrahlung entstehen. Vorliegende Untersuchungen zeigen, dass die entstehende Ortsdosisleistung unter bestimmten Voraussetzungen (insb. bei offenen Lasersystemen, fehlerhaftem Schutzgehäuse und/oder langer Aufenthaltsdauer) im strahlenschutzrelevanten Bereich (effektive Dosis größer als 1 mSv/a) liegen kann. ii) Zielstellung: Zur Beurteilung des radiologischen Gefährdungspotentials muss eine wissenschaftlich fundierte Datengrundlage erarbeitet werden, der realistische Szenarien beim Betrieb von UKP-Lasern zugrunde liegen. Die Ergebnisse dieser wissenschaftlichen Erhebung sollen dazu dienen, eine ggf. notwendige Modifizierung des Strahlenschutzrechts vornehmen zu können. Dazu zählen auch die strahlenschutzrechtlichen Vorgaben an die technischen Anforderungen von UKP-Lasern. iii) Methodik: Zur Beurteilung des radiologischen Gefährdungspotentials ist es notwendig, den aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik bzgl. des Auftretens ionisierender Strahlung beim Betrieb von UKP-Lasern verschiedenster Ausführungen zu ermitteln. Ggf. sind zusätzlich ergänzende Messungen vorzunehmen. Daran anschließend sollen konservative wie auch realistische Szenarien beim Betrieb von UKP-Lasern erarbeitet werden. Dabei sind sowohl Arbeitsabläufe beim Routinebetrieb als auch mögliche Unfallszenarien zu berücksichtigen. Auf dieser Basis sollen Berechnungen der Expositionen (Hp(10) und Hp(0.07)) für die erarbeiteten Umgangsszenarien erfolgen.

Entwicklung eines Dosimeters zur Messung der gesetzlichen Messgrößen Umgebungs-Äquivalentdosis H*(10) sowie Richtungs-Äquivalentdosis H'(0,07), insbesondere für eine Photonenenergie unterhalb von 30 keV

Messgrößen für die Ortsdosis bzw. Ortsdosisleistung sind nach RöV § 2 Nummer 6 Buchstabe e und f die Umgebungs-Äquivalentdosis H*(10) sowie die Richtungs-Äquivalentdosis H(0,07) ('gesetzliche Messgrößen'). Die Verankerung dieser Messgrößen im deutschen Strahlenschutzrecht setzt verbindliche Vorgaben aus Artikel 16 Buchstabe a i. V. m. Anhang II Teil E der Richtlinie 96/29/Euratom (bzw. Artikel 13 der Richtlinie 2013/59/Euratom) um. Die Verwendung früher genutzter Messgrößen, insbesondere der Photonen-Äquivalentdosis HX, war nach RöV § 45 Absatz 12 Satz 1 übergangsweise noch bis zum 31. Juli 2016 zulässig. Da auch nach Ablauf dieser Übergangsfrist keine handhabbaren Messgerät auf dem Markt verfügbar sind, die im niedrigen Energiebereich in den gesetzlichen Messgrößen H*(10) sowie H'(0,07) messen und zugleich über eine Bauartzulassung bzw. Konformitätsbewertung nach dem Mess- und Eichrecht verfügen, sind bis 5. Februar 2018 weiterhin Übergangslösungen zur Ermittlung von Ortsdosis und Ortsdosisleistung zugelassen. Es wird im Rahmen dieses Forschungsvorhabens angestrebt, eine Verbesserung des Messgeräteangebots für spezielle bisher nicht abgedeckte Bereiche herbeizuführen. Ziel dieses Vorhabens ist es daher, die Grundlagen zu erarbeiten, um ein in den gesetzlichen Messgrößen H*(10) sowie H(0,07) messendes Gerät (insbesondere für eine Photonenenergie unterhalb von 30 keV, ggf. auch für sehr hohe Photonenenergien bzw. für gepulste Felder) bauartzugelassen bzw. konformitätsbewertet nach den Anforderungen des Mess- und Eichrechts zu entwickeln und marktverfügbar zu machen.

Verfahren zur optimierten Standortauswahl für spektrometrierende Sonden und zur Generierung von konsistenten Messdatensätzen für Notfallschutzübungen

ür den Fall einer unfallbedingten Freisetzung von Radionukliden liefern die Ortsdosisleisungs-Messnetze des BfS und der Länder eine rasch verfügbare und gute Datengrundlage für die Abschätzung der Unfallfolgen für das gesamte Bundesgebiet. Stehen zusätzlich punktuelle nuklidspezifische Messdaten z.B. von Messstellen des Deutschen Wetterdienstes zur Verfügung, kann bereits während der Wolkendurchzugsphase ein grobes Bild der aktuellen Kontaminationssituation ermittelt werden. Künftig stehen spektrometrierende Sonden zur Verfügung, die zusätzlich zur Messung der Ortsdosisleistung nuklidspezifische Information liefern. Verfügbar sind bereits kommerzielle Systeme auf LaBr3- und auf CdZnTe-Basis mit einer etwa zwei- bis drei-prozentigen Energieauflösung. Mit diesen Systemen können auch für unfallbedingte Freisetzungen der wichtigsten Radionuklide Beiträge zur Ortsdosisleistung ermittelt werden. In der Frühphase eines Unfallablaufs können derartige Sonden die ersten Messinformationen zum freigesetzten Nuklidgemisch liefern. Im Rahmen des Vorhabens sollen in einem ersten Schritt Methoden zur optimierten Standortauswahl für spektrometrierende Sonden unter Berücksichtigung der existierenden Messstationen entwickelt werden. Dabei soll die im Rahmen des EU-Vorhabens DETECT gewonnene Erfahrung einfließen. Basis der Optimierungsmethoden soll eine aktuelle Bedrohungsanalyse sein, die Unfälle inländischer und europäischer kerntechnischer Anlagen und Transportunfälle abdeckt. In einem zweiten Schritt sollen Verfahren entwickelt werden, für geeignete Unfallszenarien konsistente Datensätze simulierter Messdaten für Standorte ortsfester Sonden in der Wolkendurchzugsphase zu generieren. Für die Nach-Wolkendurchzugsphase sollen darüber hinaus durch diese Verfahren auch Datensätze generiert werden, die mobile Messtrupps (fahrzeug-gestützte ODL, Aerogamma sowie in situ Gammaspektrometrie) abdecken.

Schaffung einer operationellen Infrastruktur zur Analyse von Spektren aus Halbleiterdetektoren mit mittlerer Energieauflösung

Aktuell führt das BfS spektroskopische Sonden ein, die zusätzlich zur Messung der Ortsdosisleistung (ODL) nuklidspezifische Information liefern. Verfügbar sind bereits Systeme auf LaBr3- bzw. auf CdZnTe (CZT)-Basis mit Energieauflösungen von ca. 2,5 bzw. 1,5 %. Ziel ist der Aufbau dieser Systeme insbesondere in der Nähe kerntechnischer Anlagen. Damit wird erreicht, dass in der Frühphase eines Unfallablaufs die relevanten Messinformationen zum freigesetzten Nuklidgemisch zeitnah bestimmt werden können. Damit wird sichergestellt, dass die Beiträge dominanter Radionuklide zurExposition bereits während der Wolkendurchzugsphase zuverlässig abgeschätzt werden können und die Verfügbarkeit der wesentlichen Information zur optimierten Lagedarstellung und zum frühzeitigen Ergreifen von relevanten Maßnahmen gegeben ist. Bei der sogenannten 'Full Spectrum Analysis' (FSA)-Methode wird das zu untersuchende, experimentell ermittelte Gamma-Spektrum mit Hilfe von gewichteten Referenzspektren rekonstruiert. Im Rahmen des Vorhabens 3612S20012 wurde gezeigt, dass das FSA-Verfahren insbesondere bei Verwendung von Detektorsystemen mit mittlerer Energieauflösung der klassischen Peakanalyse-Methode überlegen ist. Auf Grund dieser positiven Erfahrungen in der Anwendung der FSA-Methode soll das Verfahren wissenschaftlich weiter entwickelt werden, um eine inhaltliche operationelle Einsatzbereitschaft zu erreichen. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Einführung automatisch/rekursiver Verfahren für die Energie-Rekalibrierung, in der Bestimmung der Umgebungsäquivalentdosisleistung (H*(10)) in Einheiten von ìSv/h aus dem Gesamtspektrum, in der automatisierten Vorauswahl der Referenz-Spektren und in der detektorspezifischer Generierung von Referenzspektren mit Monte-Carlo-Methoden. Damit soll eine optimierte Datenanalyseplattform geschaffen werden, um eine zeitnahe und wissenschaftlich fundierte Analyse der Daten spektrometrierender ODL-Sonden in einem möglichen Ereignisfall zu erreichen.

Metrology for radiological early warning networks in Europe

The aim of the project is to improve the metrological foundation of measurements (devices and methods) for monitoring airborne radioactivity and to introduce pan-European harmonisation in data reliability for area dose rate measurements which are input to the European Radiological Data Exchange Platform (EURDEP) and other monitoring networks. One of the main aims of this project is the fastest possible determination of a potential contamination at a kBq m-2 level. Metrologically sound methods will be developed for the evaluation of correct dose rate and activity concentration data. Appropriate harmonised calibration procedures for existing radiological early warning network stations in Europe will be systematically developed in the JRP for both dose rate and airborne radioactivity stations for the first time. Novel traceable reference materials and standard sources will be developed, and proficiency tests and other comparison exercises will be performed to quantify airborne radioactivity and dosimetry data at field stations. Monte Carlo simulations of detector responses and benchmark experiments will be used for the validation of new approaches in environmental radiation monitoring. Improved detection methods and data analyses techniques will be developed to enable accurate measurements of low activity concentrations of radon (in the range from 300 Bq/m3 and below) taking account of the fact that radon contributes to the background responses of many detector systems. Moreover, and as a pure scientific application, harmonised area dose rate data will allow investigations into parameters affecting climate change, e.g. soil moisture, using the Europe-wide dose rate mappings of EURDEP.

Verifizierung des Dosismoduls DARTM (Dosis-Atmosphärisches-Radionuklid-Transportmodell)

Das Ausbreitungsmodell ARTM1) zur Berechnung der Ausbreitung von Radionukliden in der Atmosphäre berechnet Konzentration, Deposition und Gammasubmersion in der Umgebung einer Quelle von Radionukliden, typischerweise einer kerntechnischen Anlage in einem Betriebsjahr. Um anhand der von ARTM ermittelten Konzentrations- und Depositionswerte sowie dem Wert für die Gammasubmersion die Äquivalentdosis von exponierten Personen zu berechnen, wurde im BfS das Dosisprogramm DARTM entwickelt. Im Gegensatz zu ARTM ist DARTM noch nicht von unabhängigen Stellen verifiziert. Dies soll Inhalt dieses Vorhabens sein.

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