messanleitung yb-mini-monitor - T-Online
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http://www.chetan.homepage.t-online.de/sonstig/DETEKT.HTM<br />
MESSANLEITUNG<br />
YB-MINI-MONITOR<br />
YBMM04<br />
+ DIGITALER IMPULSZÄHLER<br />
Stand vom<br />
05.07.2012<br />
(Änderungen , Irrtümer und Druckfehler vorbehalten)
Lieferumfang:<br />
• YB-MINI-MONITOR YBMM04<br />
• DIGITALER IMPULSZÄHLER eingebaut<br />
• Gamma-Filterscheibe +Messrahmen. (Optional)<br />
• Bedienungsanleitung<br />
• 9V Blockbatterie<br />
• Netzadapter<br />
• Transportkoffer (Optional)<br />
• Stoppuhr (Optional)<br />
Diese Geräte sind nicht für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen bestimmt !<br />
Die gelieferten Geräte dürfen nur von dafür autorisierte Personen instand gesetzt werden.<br />
Im Störungsfall wenden Sie sich bitte an:<br />
Chetan Reinhard<br />
Josephsburgstr. 38<br />
81673 München<br />
Tel: 089-432703<br />
e-mail chetan@t-online.de
MESS- und BEDIENUNGSANLEITUNG<br />
YB-Mini-Monitor<br />
YBMM04 + DIGITALER IMPULSZÄHLER<br />
Inhaltsübersicht :<br />
1. Einfache Vorgehensweise<br />
1.1 Überprüfen der Wohnumgebung auf überhöhte radioaktive Strahlung mit<br />
dem YB-Mini-Monitor<br />
2. Erweiterte Vorgehensweise (ohne Impulszähler)<br />
2.1 Messen ohne IMPULSZÄHLER<br />
2.1.1 Überprüfen der Wohnumgebung auf überhöhte radioaktive Strahlung mit<br />
dem YB-Mini-Monitor<br />
2.1.2 Überprüfung der Hintergrundstrahlung in der Raummitte<br />
2.1.2.1 Messung der Äquivalentdosis<br />
2.1.2.2 Messung der Gamma- Äquivalentdosis<br />
2.1.3 Überprüfung von Oberflächen:<br />
2.1.4 Gamma-Filterscheibe<br />
2.1.5 Bestimmen sehr hoher radioaktiver Strahlenwerte<br />
2.1.6 Messen von Teilchenflussdichte und Quantenflussdichte von Oberflächen<br />
3. Erweiterte Vorgehensweise (mit Impulszähler)<br />
3.1 Messen mit IMPULSZÄHLER (kumuliertes Messen)<br />
3.1.1 Messen der radioaktiven Flussdichte von Oberflächen<br />
3.1.1.1 Messen der Beta-Gamma Teilchenflussdichte von Oberflächen<br />
3.1.1.2 statistische Messfehlerabschätzung<br />
3.1.1.3 Messen der Gamma-Quantenflussdichte von Oberflächen<br />
3.1.1.4 statistische Messfehlerabschätzung<br />
3.1.2 Messen der Aktivität von Stoffproben<br />
3.1.2.1 Messen der Aktivität von wässrigen Lösungen (z.B. Trinkwasser überprüfen)<br />
3.1.3 Messzeitspanne und Messgenauigkeit<br />
3.1.4 Auswertung der Messung und Wahl der Messzeitspanne<br />
3.1.5 Messen der Aktivität von geringen Mengen pulverförmiger<br />
Lebensmittelproben<br />
3.1.5.1 Messen der spezifischen K-40- u. NORM-Stoff-Aktivität einer<br />
pulverisierten Lebensmittelprobe
3.1.5.2 Messen der spezifischen Cs-137 Aktivität einer pulverisierten<br />
Lebensmittelprobe und Cs-137 Aktivität Ausschluss<br />
3.1.5.2.1 Messen der spezifischen Cs-137 Aktivität einer pulverisierten<br />
Lebensmittelprobe (Schnelltest)<br />
3.1.5.2.2 Messen der spezifischen Cs-137 Aktivität einer pulverisierten<br />
Lebensmittelprobe (genaue Messung)<br />
3.1.5.2.3 Cs137-Aktivität-Test<br />
3.1.6 Messen der Ortsdosis<br />
(Äquivalentdosis Sievert (µSv/h) und Bedeutung der Äquivalentdosis)<br />
3.1.6.1 Messung der Beta-Gamma-Äquivalentdosis<br />
3.1.6.2 Messung der Gamma-Äquivalentdosis<br />
3.1.6.3 Messung der Gamma-Energiedosis<br />
3.1.7 Gamma-Filterscheibe (Beta-Schirm) und Strahlungswichtungsfaktoren<br />
4. Sonstiges :<br />
4.0 Benutzen des Netzadapters<br />
4.1 Wechsel der Batterie<br />
4.2 Schnittstellen für Zusatzgeräte<br />
4.3 Allgemeiner Umgang mit dem Gerät<br />
4.4 Erneuern der Sensor-Schutzfolie<br />
4.5 Technische Daten des YB-MiniMonitors YBMM04<br />
4.6 Schnittstellen<br />
5.0 Definitionen, Einheiten, Umrechnungen<br />
6.0 Einschätzung der Gefahren und Risiken ionisierender Strahlung<br />
6.1 Risiko ontogenetisch und phylogenetisch<br />
6.2 Akutes individuelles Risiko <strong>mini</strong>mieren durch kurze<br />
Aufenthaltsdauer<br />
6.3 Phylogenetische Risiken ionisierender Strahlung.<br />
7.0 Stromlaufplan
Der YB-Mini-Monitor ,<br />
Gamma-Beta-Detektor YBMM04<br />
Das Gerät ist eine Eigenanfertigung und wurde für eine Messung der Ortsdosis sowie<br />
Überprüfung von Baumaterial und Lebensmittel auf radioaktive Inhaltsstoffe konstruiert. Die<br />
grundliegende Messwertanzeige ist auf einem farbigen Anzeigefeld in mehreren Warnstufen<br />
sehr einfach ablesbar. Neben der grundliegenden Handhabung bietet das Gerät dem<br />
fortgeschrittenen Anwender vielfältige Messmöglichkeiten. Das Messgerät detektiert Betaund<br />
Gammastrahlung und ist sehr empfindlich eingestellt.<br />
DerYB-Mini-Monitor ist ein sehr empfindliches Strahlenmessgerät für radioaktive Beta- und<br />
Gammastrahlung.<br />
Der YB-Mini-Monitor ist dafür konstruiert, überhöhte radioaktive Strahlung im<br />
Umweltbereich, vorzugsweise in der Wohnumgebung zu lokalisieren. Im Dauerbetrieb<br />
signalisiert ein farbiges LED Anzeigefeld laufend geringste Veränderngen der radioaktiven<br />
Umgebungsstrahlung. Veränderungen um weniger als 30% gegenüber dem natürlichen<br />
Normalwert können abgelesen werden. (z.B. wenn in der Nähe eines AKWs die ionisierende<br />
Strahlung sich gegenüber dem gewohnten Durchschnittswert erhöht.) Es können Gammasowie<br />
Beta-Gamma Äquivalentdosis (Ortsdosisleistung) gemessen werden, sowie<br />
Baumaterial und Lebensmittel sehr empfindlich auf Aktivität getestet werden.<br />
Im YB-Mini-Monitor YBMM04 sind vier Geiger-Müller Röhren optimal unter einer<br />
dünnen Sensorfläche auf der Unterseite des Gerätes angeordnet. Die Sensorfläche<br />
bietet optimalen mechanischen Schutz der sensiblen Röhren und sorgt gleichzeitig<br />
dafür das die guten messtechnischen Eigenschaften der Röhren optimal genutzt<br />
werden. Das Gerät bietet in Verbindung mit dem digitalen Impulszähler die<br />
Möglichkeit Lebensmittel durch eine Langzeitimpulsmessung auf verschiedene<br />
Radionuklide zu überprüfen. Auch die Sofortablesung verschiedener sensibler<br />
Warnstufen ohne Impulszähler ist möglich. Ein farbiges Anzeigefeld zeigt<br />
kontinuierlich die akute Strahlensituation an und warnt vor mögl. Langzeitrisiken<br />
durch radioaktive Expositionen in der nahen Umgebung.<br />
Der YB-Mini-Monitor ist zu dem Zweck konstruiert, Katastrophen vermeiden zu helfen. Der<br />
YB-Mini-Monitor kann aber auch in Katastrophengebieten eingesetzt werden.<br />
Der natürliche Durchschnittswert radioaktiver Strahlung in Deutschland in Bodennähe liegt nach<br />
Angaben des Bundesamtes für Strahlenschutz zwischen etwa 0,07µSv/h bis etwa 0,13µSv/h. Der<br />
natürliche Durchschnittswert für radioaktive Hintergrundstrahlung in Deutschland beträgt nach<br />
diesen Angaben etwa 0,1µSv/h.<br />
Unauffällige Strahlenwerte, werden vom YB-Mini-Monitor mittels grünen LEDs angezeigt.<br />
Strahlenwerte, die auffällig über dem natürlichen Durchschnittswert liegen, werden je nach Stärke<br />
der überhöhten Strahlung vom YB-Mini-Monitor mittels verschiedenfarbigen (gelb-rot-violett)<br />
LEDs angezeigt.<br />
Eine Überhöhung der Umgebungsstrahlung um mehr als 30% über dem natürlichen Durchschnitt<br />
werden vom YB-Mini-Monitor durch gelbe Warnleuchten (LEDs) zur Anzeige gebracht. Eine<br />
Überhöhung von mehr als dem doppelten natürlichen Durchschnittswert (0,2µSv/h) wird mit
oten Warnlämpchen angezeigt und eine Überhöhung um mehr als dem vierfachen natürlichen<br />
Durchschnitt (0,4µSv/h) wird mit violetten (pink) Warnleuchten angezeigt.<br />
Der YB-Mini-Monitor hat eine kontinuierliche LED-Anzeige mit einem Anzeigebereich zwischen<br />
0,05µSv/h bis 0,5µSv/h , Die Anzeige des Messwertes ist mit einer 10-LED Balkenanzeige<br />
realisiert. (0,05µSv/h pro LED)<br />
Bild02: Mehrfarbiges LED-Anzeigefeld ; 0,05µSv/h bis 0,5µSv/h<br />
1. Einfache Vorgehensweise<br />
1.1 Überprüfen der Wohnumgebung auf überhöhte radioaktive Strahlung mit<br />
dem YB-Mini-Monitor :<br />
Die vereinfachte Vorgehensweise eignet sich sehr gut für ein schnelles Erkennen überhöhter<br />
radioaktiver Strahlung in der näheren Umgebung. Es wird ein Messwert für die Summe aus<br />
Gamma- und Beta-Strahlung, die in den Sensor einfällt, zur Anzeige gebracht.<br />
Sie schalten das Gerät einfach ein. Es sollte eine neue Batterie eingesetzt sein. Es sind keine<br />
weiteren Einstellungen erforderlich. Nach dem Einschalten können Sie nach etwa 1 Minute einen<br />
gültigen Detektor-Messwert ablesen.<br />
Die Anzeige folgt Veränderungen der Strahlenwerte während der Messung kontinuierlich.<br />
Verlängerung der Ablesezeitspanne verbessert das Messergebnis.<br />
Den LED-Farben im Leuchtfeld sind folgende Bedeutungen zugeordnet:<br />
Keine LED oder GRÜN leuchtet: es konnte keine überhöhte Strahlung detektiert werden.<br />
GELB.: Warnung auf leicht überhöhte radioaktive Strahlung. >0,13µSv/h<br />
ROT...: deutlich überhöhter radioaktiver Strahlenwert wurde detektiert. >0,2µSv/h<br />
PINK..: weit überhöhter radioaktiver Strahlenwert wurde detektiert. >0,4µSv/h
Zusätzlich zu dem mehrfarbigen Anzeigefeld auf der Frontseite des YB-Mini-Monitors befindet<br />
sich eine Impuls-LED . Diese leuchten bei jedem von der Sensor-Zählröhre detektiertem Gamma<br />
oder Beta-Teilchen kurz auf. Die Blinkfrequenz dieser LEDs ist daher proportional zu der<br />
Teilchenflussdichte detektierter radioaktiver Strahlung.<br />
Wenn Ihnen wenig Zeit für die Überprüfung der Umgebung zur Verfügung steht, dann können Sie<br />
sich mit dieser einfachen Vorgehensweise durch einfaches Ablesen der farbigen LEDs einen<br />
schnellen Überblick über radioaktive Aktivität in der näheren Umgebung verschaffen.<br />
Wenn Sie genau zwischen Gamma-Hintergrundstrahlung im Raum und Oberflächenstrahlung an<br />
Wänden des Wohnraumes unterscheiden möchten, dann nehmen Sie sich Zeit für die im<br />
Folgenden beschriebene erweiterten Vorgehensweisen.<br />
2. Erweiterte Vorgehensweise<br />
2.1 Messen ohne IMPULSZÄHLER<br />
2.1.1 Überprüfen der Wohnumgebung auf überhöhte radioaktive Strahlung<br />
mit dem YB-Mini-Monitor<br />
2.1.2 Überprüfung der Hintergrundstrahlung in der Raummitte:<br />
Die Wohnumgebung wird üblicherweise durch Messung der Ortsdosisleistung auf Radioaktivität<br />
überprüft. Um einen Überblick über die Radioaktivität an einem bestmmten Ort zu erhalten,<br />
empfehlen sich vier Messvorgänge nacheinander durchzuführen:<br />
1. Messen der Gamma-Äquivalentdosis in 1 bis 2 Meter Abstand von Wand und Boden<br />
2. Messen der Beta-Gamma-Äquivalentdosis in 1 bis 2 Meter Abstand von Wand und Boden<br />
3. Messen der Gamma-Äquivalentdosis in kürzestem Abstand an Wand oder Boden<br />
4. Messen der Beta-Gamma-Äquivalentdosis in kürzestem Abstand an Wand oder Boden<br />
Beschreibung im Einzelnen:<br />
1.) Begeben Sie sich etwa in die Mitte des zu überprüfenden Wohnraumes. Halten Sie den YB-<br />
Mini-Monitor in der Hand mit dem rückseitigen Sensorfeld in Richtung einer zu überprüfenden<br />
Oberfläche. Schieben oder halten sie den Gamma-Filter vor das silbergraue Sensorfeld des YB-<br />
Mini-Monitors. Schalten Sie nun den YB-Mini-Monitor ein. (Es sollte eine neue Batterie<br />
eingesetzt sein.) Der YB-Mini-Monitor registriert die Summe aus radioaktiver Gamma+ Beta-<br />
Strahlung im Raum. Beta-Strahlung, die durch den Gamma-Filter von einer zu überprüfenden<br />
Oberfläche ausgehend in das Sensorfeld einfällt wird vom Gamma-Filter absorbiert. Es wird mit<br />
der Gamma-Filterscheibe vor dem Sensor des YB-Mini-Monitors nun eine Gamma-<br />
Äquivalentdosis zur Anzeige gebracht. Nach 1 Minute können Sie anhand der höchsten Anzeige<br />
auf dem LED-Anzeigefeld folgende Messwert-Zuordnung vornehmen.:<br />
Grün (oder keine LED leuchtet): natürliche Hintergrundstrahlung ;(0,13µSv/h)<br />
Rot: deutlich überhöhte Hintergrundstrahlung (>0,2µSv/h)<br />
Pink: weit überhöhte Hintergrundstrahlung (>0,4µSv/h)<br />
Für nachfolgende Messungen merken Sie sich bitte den Wert der Gamma-Hintergrundstrahlung,<br />
der in der Raummitte angezeigt wurde. Oder. merken Sie sich einfach die Anzahl und Farbe der<br />
LEDs , welche bei dieser Messung mit vorgehaltenem Gamma-Filter in der Raummitte<br />
aufleuchten. Idealer Weise bleibt die Anzeige im grünen Bereich. Durch maximal zwei grüne
LEDs , zeigt Ihnen das Gerät an, das der Messwert für die Gamma-Hintergrundstrahlung in<br />
diesem Raum unterhalb 0,13µSv/h ist, was einem noch normalen Wert für die Gamma-<br />
Hintergrundstrahlung entspricht.<br />
2.) Legen Sie nun den Gamma-Filter beiseite. Beobachten Sie nun eine weitere Minute in der<br />
Raummitte bei eingeschaltetem YB-Mini-Monitor das LED-Anzeigefeld. Idealer Weise bleibt die<br />
Anzeige im grünen Bereich. Dauerhaftes Aufleuchten einer oder gar zwei weiterer gelber LEDs<br />
zeigt Ihnen eine leicht überhöhte Beta-Hintergrundstrahlung im Raum an. Das Ergebnis dieser<br />
zweiten Messung ohne Gamma-Filter sollte sich deshalb auf keinen Fall von dem ersten Ergebnis<br />
mit vorgehaltenen Gamma-Filter unterscheiden.<br />
Auch ohne Gamma-Filter vor der Sensorfläche des YB-Mini-Monitors sollte in der Raummitte<br />
auf keinen Fall eine rote LED dauerhaft zu leuchten beginnen. Selbst ein gelegentliches Blinken<br />
einer roten LED kann ein deutlicher Hinweis auf überhöhte radioaktive Strahlung sein.<br />
Falls Ihnen das Gerät überhöhte Strahlenwerte anzeigen sollte, vergewissern Sie sich, über eine<br />
korrekte Kalibrierung das Gerätes. (Siehe Funktionstest und Kalibrierung)<br />
3.) Nun legen Sie das Gerät auf den zu überprüfenden Boden oder an die zu überprüfende<br />
Wand. Zunächst schieben Sie nun auch wieder die Gamma-Filterscheibe zwischen<br />
Messgerät und Wand, um eine Gamma-Äquivalentdosis zu messen. Nach etwa 1 Minute<br />
können Sie einen Messwert an der farbigen Anzigefeld für die Gamma-Äquivalentdosis in<br />
kürzestem Abstand von der zu überprüfenden Oberfläche ablesen.<br />
4.) Legen Sie die Gamma-Filterscheibe nun beiseite. Das Messgerät bleibt dabei in kürzestem<br />
Abstand von der zu überprüfenden Oberfläche (Wand oder Boden) . Häufig ist<br />
Baumaterial in Häusern mit Betastrahlern belastet. Beobachten Sie die LED-Anzeige.<br />
Dauerhaftes aufleuchten einer roten LED deutet auf überhöhte natürliche oder<br />
unnatürliche radioaktive Strahlung.
2.1.2.1 Messung der Äquivalentdosis<br />
Der YB-Mini-Monitor hat ohne die Gamma-Filterscheibe ein offenes Beta-Fenster und<br />
detektiert Beta-Strahlung und Gamma-Strahlung und bewertet die unterschiedlichen<br />
Strahlenarten mit von Null verschiedenen Strahlungswichtungsfaktoren zu einer<br />
Äquivalentdosis. Ein Messwert für die Äquivalentdosis ist direkt auf dem farbigen LED-<br />
Anzeigefeld ablesbar.<br />
LED-Anzeigefeld am YB-Mini-Monitor<br />
2.1.2.2 Messung der Gamma-Äquivalentdosis<br />
Zur Messung der Gamma-Äquivalentdosis bzw. Gamma-Energiedosis wird das silbergraue<br />
Sensorfeld auf der Rückseite des YB-Mini-Monitors mit einem Gamma-Filter abgedeckt. Der<br />
Gamma-Filter absorbiert Beta-Strahlung und ist für Gamma-Strahlung durchlässig.<br />
2.1.3 Überprüfung von Oberflächen<br />
Nähern sie sich nach der Überprüfung der Raummitte nun mit eingeschaltetem YB-Mini-Monitor<br />
an eine zu überprüfende Oberfläche (z.B. eine Raumwand ) . Falls Sie den Gamma-Filter noch<br />
nicht beiseite gelegt haben, dann legen Sie den Gamma-Filter nun beiseite oder entfernen Sie den<br />
Gamma-Filter. Halten Sie den YB-Mini-Monitor ohne Gamma-Filter mit der silbergrauen<br />
Messfläche flach und direkt an die zu überprüfende Oberfläche.<br />
Bitte beachten Sie, das für ein sinnvolles Ergebnis die zu überprüfende Oberfläche größer<br />
sein sollte, als die silbergraue Sensorfläche des YB-Mini-Monitors.<br />
Während Sie nun die silbergraue Sensorfläche des YB-Mini-Monitors direkt an die zu<br />
überprüfende Oberfläche halten, beobachten Sie dabei 1Minute lang das LED-Anzeigefeld. Läuft<br />
die Anzeige dabei aufwärts in den roten Bereich, dann ist das ein deutlicher Hinweis darauf, das<br />
die überprüfte Oberfläche mit radioaktivem Material konta<strong>mini</strong>ert ist. Bei Verdacht auf<br />
Kontamination verlängern Sie die Messzeit um 1 bis 2 Minuten. Je deutlicher sich die Anzeige<br />
dabei weiter nach oben in Richtung Rot verändert, desto nachhaltiger ist der Hinweis auf<br />
Kontamination der überprüften Oberfläche.
Die Anzeige des YB-Mini-Monitors ist kontinuierlich. Sie können die Messzeit z.B. für eine<br />
kontinuierliche Überwachung beliebig verlängern. (Maximal bis zur Erschöpfung der Batterie)<br />
Der YB-Mini-Monitor hat eine Integrierte Stabilisierung der Stromversorgung so das selbst bei<br />
etwas schwächer werdender Batterie eine korrekte Messung gewahrt bleib. Fällt die<br />
Batteriespannung jedoch z.B. nach längerem Betrieb unter 8 Volt, dann muss mit einem<br />
ungenauen Messergebnis gerechnet werden. Messen Sie deshalb immer mit einer neuwertigen<br />
Batterie.<br />
Sie können sich nun mit eingeschaltetem YB-Mini-Monitor in der Umgebung bewegen.<br />
Die Leuchtanzeige des YB-Mini-Monitor stellt sich kontinuierlich innerhalb etwa 1 Minuten auf<br />
veränderte radioaktive Umgebungsstrahlung ein.<br />
Sie können den YB-Mini-Monitor auch während Ihrer Überprüfungen der Umgebung auf<br />
überhöhte radioaktive Strahlung kurzzeitig ausschalten und wieder einschalten. Durch<br />
mehrmaliges kurzzeitiges Aus- und Einschalten lässt sich die LED-Leuchtanzeige rückwärts<br />
steuern. Falls nötig ist dies hilfreich, um für weitere Messung an verschiedenen Oberflächen im<br />
selben Raum die Anzeige vor jeder neuen Messung auf den in der Raummitte gemessenen Wert<br />
zurückzustellen, so das die Überprüfung in der Raummitte nicht vor jeder neuen<br />
Oberflächenmessung wiederholt werden muss.<br />
2.1.4 Gamma-Filterscheibe<br />
Zum Zubehör des original YB-Mini-Monitor gehört ein für das Gerät geeigneter Gamma-Filter (-<br />
Gamma-Filter). Zur Standardmessung wird die volle Empfindlichkeit des Sensors genutzt, indem<br />
ohne die Gamma-Filterscheibe gemessen wird. In Ausnahmefällen ist es wünschenswert die Beta-<br />
Empfindlichkeit herabzusetzen.<br />
Um die Empfindlichkeit des YB-Mini-Monitors für Beta-Strahlung herabzusetzen. kann während<br />
der Überprüfung von Oberflächenstrahlung oder Raumstrahlung der Gamma-Filter vor das<br />
Sensorfeld des YB-Mini-Monitors gehalten werden. Die original Gamma-Filterscheibe absorbiert<br />
hierbei die durch die Gamma-Filterscheibe, von vorn auf das Sensorfeld einfallende Beta-<br />
Strahlung und ist für Gamma-Strahlung durchlässig.<br />
Das mehrfarbige LED-Anzeigefeld des YB-Mini-Monitors beginnt bei 0,05µSv/h mit der ersten<br />
grünen LED . Die zweite grüne LED zeigt etwa den natürlichen Durchschnittswert bei 0,1µSv/h<br />
Hintergrundstrahlung an. Die erste gelbe LEDs zeigen schon für einen durchschnittlichen<br />
Wohnbereich in Deutschland leicht überhöhten Strahlenwert an. (Z.b. eine leicht überhöhte<br />
natürliche Hintergrundstrahlung im Gebirge oder eine Umgebung mit radioaktiv belasteten<br />
Mateial in der Nähe). Mit der ersten roten LED in der mittleren Reihe beginnt der deutliche<br />
Warnbereich. Der natürliche Erwartungswert radioaktiver Strahlung an der Erdoberfläche<br />
(ca. 0,1µSvh) ist bei dauerhaftem aufleuchten einer oder mehrerer roter LED um mehr als das<br />
doppelte überschritten (grösser 0,2µSv/h)<br />
Die Kalibrierunseinstellung des YB-Mini-Monitors habe ich, auf die natürlichen<br />
Durchschnittswerte und deren maximal zu erwartenden natürlichen Schwankungsbreiten der vom<br />
Bundesamt für Strahlenschutz öffentlich gemachten Durchschnittswerte für radioaktive<br />
Strahlung in Deutschland (genannt : ODL) im Kalenderjahr 2009 abgestimmt.
Einen Überblick über die Kalibrierungseinstellung des YB-Mini-Monitors zeigt Ihnen die<br />
folgende Tabelle1 :<br />
Tabelle 1 : Messwert-Farbzuordnung auf dem Detektor-Anzeigefeld :<br />
Farbe Messwert LED Äquivalentdosis (µSv/h)<br />
grün normal 1 0,05<br />
grün normal 2 0,1<br />
gelb überhöht 3 0,15<br />
gelb überhöht 4 0,2<br />
rot deutlich überhöht 5 0,25<br />
rot deutlich überhöht 6 0,3<br />
rot deutlich überhöht 7 0,35<br />
rot deutlich überhöht 8 0,4<br />
violett weit überhöht 9 größer 0,4<br />
violett weit überhöht 10 größer 0,4<br />
Die Tabelle 1 gibt einen Überblick über die Kalibrierungseinstellung auf dem farbigen LED-<br />
Anzeigefeld des YB-Mini-Monitors.<br />
2.1.5 Bestimmen sehr hoher radioaktiver Strahlenwerte<br />
Das farbige LED-Anzeigefeld des YB-Mini-Monitor ist dafür vorgesehen Strahlungswerte bis<br />
maximal 0,5µSv/h zu detektieren. Sobald der YB-Mini-Monitor Strahlenwerte oberhalb etwa<br />
0,5µSv/h detektiert, leuchten alle LEDs des Anzeigefeldes , also auch die letzte violette LED in<br />
der oberen Reihe des LED-Anzeigefeldes auf.<br />
Innerhalb für Menschen angenehme und gesunde Wohnumgebungen sollten radioaktive<br />
Strahlenwerte höher als 0,5µSv/h auf keinen Fall auffindbar sein. Das LED-Anzeigefeld ist<br />
deshalb auf eine maximale Anzeige von 0,5µSv/h begrenzt. Wenn Sie höhere Strahlendosen als<br />
0,5µSv/h nicht nur detektieren, sondern auch mit dem YB-Mini-Monitor messen möchten, dann<br />
wird neben dem LED-Anzeigefeld ein zusätzlicher externer Impulszähler benötigt. Der fest<br />
eingebaute kleine Einzelimpulszähler ist ausschliesslich für Niederdosismessungen bis maximal<br />
0,5µSv/h ausgelegt. Anschlussmöglichkeiten für externe Zusatzgeräte sind am YB-Mini-Monitor<br />
vorhanden.<br />
Der YB-Mini-Monitor YBMM04 besitzt eine elektronische Erweiterung des Messbereichs<br />
zur Messung von Dosisleistungen bis maximal 30µSv/h.<br />
Aktivieren Sie die elektronische Erweiterung zur Messung von Dosisleistungen bis 30µSv/h ,<br />
indem Sie den Dosisschalter auf der YBMM04 Frontseite auf Dosis umstellen.
Elekronische Erweiterung zur Messung von Dosisleistungen bis 30µSv/h und Dosisschater auf<br />
der Frontseite des YBMM04<br />
Sobald der Dosisschalter nach unten auf Dosis umgeschaltet ist, zählt der Impulszähler zehn<br />
Sekunden lang. Unterhalb des Zählers zeigt eine gelbe LED das Ende des Messvorgangs an. Sie<br />
können die Äquivalentdosis nun am Zähler ablesen. Dieser Messvorgang wiederholt sich alle 20<br />
Sekunden automatisch. Es wird also 10 Sekunden lang gemessen. Daraufhin wird der Messwert<br />
10 Sekunden lang angezeigt. Alle 20 Sekunden stellt sich der Zähler automatisch auf Null und der<br />
Messvorgang beginnt erneut. Ein Messbereichswahlschalter ermöglicht die Anzeige auch einer<br />
Nachkommastelle (x0,1)<br />
Ein zweistelliges Messergenis z.b. 33 bedeutet 33µSv/h wenn der Messbereichswahlschalter in<br />
der Position x1 steht Ein zweistelliges Messergenis z.b. 33 bedeutet 3,3µSv/h wenn der<br />
Messbereichswahlschalter in der Position x0,1 steht.
Beispiel für eine Messung an einem Thorium Glühstrumpf mit dem YBMM04.<br />
Messwert : 23µSv/h Beta-Gamma-Äquivalentdosis<br />
2.1.6 Messen von Teilchenflussdichte und Quantenflussdichte von<br />
Oberflächen<br />
(ohne Impulszähler)<br />
Der YB-Mini-Monitor YBMM04 misst radioaktive Beta- und Gammastrahlung mit vier im Gerät<br />
integrierten russischen GM-Zählröhre vom Typ SBM20 bzw. STS5 . Das Gerät wird von mir<br />
mittels Kalium kalibriert, so das alle Berechnungsformeln und Kalibrierungen auf das Nuklid<br />
Kalium-40 abgestimmt sind. Kalium ist leicht zu bekommen und diese Chemikalie ist zu<br />
Kalibrierzwecken von Strahlenmessgeräten weltweiter Standard.<br />
Das unterschiedliche Ansprechvermögen des Detektors auf verschiedene andere Nuklide,<br />
Strahlungsarten und – Energien wird im Folgenden durch die Unterscheidung zwischen<br />
„Teilchenflussdichte“ P und „Quantenflussdichte“ U berücksichtigt und mittels unterschiedlicher<br />
Kalibrierfaktoren beschrieben.<br />
Gehen Sie zur Bestimmung der Teilchenflussdichte von Oberflächen folgendermaßen vor:<br />
Halten Sie den YB-Mini_Monitor mind. 1 Meter von der zu überprüfenden Oberfläche entfernt.<br />
Halten Sie die Gamma-Filterscheibe (Beta-Schirm) vor das silbergraue Sensorfeld des YB-Mini-<br />
Monitors. Schalten Sie den YB-Mini-Monitor nun ein. Warten Sie etwa 1 bis 3 Minuten ab, bis<br />
sich die Anzeige stabilisiert hat. Merken Sie sich den Anzeigewert. Legen Sie nun die<br />
Filterscheibe beiseite und halten Sie den YB-Mini-Monitor ohne Filterscheibe mit dem<br />
silbergrauen Sensorfeld so nah wie möglich an die zu überprüfende Oberfläche. Beobachten Sie<br />
nun, wie viele LEDs zusätzlich zu leuchten beginnen. Pro LED, die zusätzlich zu leuchten<br />
beginnt, sollten Sie mit mindestens etwa 0,1 [1/scm²] Teilchenflussdichte rechnen, die von der<br />
Oberfläche abgestrahlt wird. Diese Abschätzung bezieht sich auf Kalium und viele andere<br />
natürliche radioaktive Stoffe.<br />
! ACHTUNG ! Ist die überprüfte Oberfläche mit einem unbestimmten radioaktiven Stoff<br />
konta<strong>mini</strong>ert, dann kann eine tatsächliche Quantenflussdichte (z.b. wegen unbestimmter<br />
Alpha-Strahler) bist zu 300 mal höher sein, als angezeigt wird. !
Falls Ihnen das strahlende Nuklid also unbekannt ist, dann multiplizieren Sie den abgelesenen<br />
Wert für die Teilchenflussdichte mit dem Faktor 300 um in Bezug auf eine<br />
Quantenflussdichte auf der sicheren Seite zu liegen.<br />
Bild1: Mit dem YB-Mini-Monitor YBMM04 wird Baumaterial auf Radioaktivität<br />
überprüft<br />
3. Erweiterte Vorgehensweise<br />
3.1 Messen mit IMPULSZÄHLER (kumuliertes Messen)<br />
Messungen mit dem YB-Mini-Monitor in Verbindung mit dem digitalen Impulszähler<br />
ergeben numerisch sehr gut verwertbare Messergebnisse. Der Impulszähler zählt<br />
kumulierend die Impulse welche während der gesamten Messzeitspanne vom YB-Mini-<br />
Monitors abgegeben werden. Die Messzeitspanne wird mit einer Stoppuhr kontrolliert.<br />
Die erweiterte Vorgehensweise bei Messungen mit dem Impulszähler erfordert eine sehr<br />
hohe Sorgfalt in der Durchführung der Messungen und ist deshalb vornehmlich geeignet für<br />
messtechnisch fortgeschrittene Anwender.<br />
Es ist zu beachten, das der kleine eingebaute Impulszähler für Niederdosismessungen in<br />
Lebensmitteln oder Baumaterial in einer radioaktiv noch durchschnittlichen Umgebung<br />
vorgesehen ist.
Übersteigt die Beta-Gamma-Äquivalentdosis in der Messanordnung Umgebung jedoch<br />
0,5µSv/h dann ist die Radioaktivität in der Umgebung der Messanordnung durch eine<br />
geeignete Abschirmung zu reduzieren, oder es ist der YB-Mini-Monitor YBMM04 auf<br />
Bestimmen sehr hoher radioaktiver Strahlenwerte einzustellen.<br />
(Siehe Abschnitt 2.1.5 Bestimmen sehr hoher radioaktiver Strahlenwerte)<br />
3.1.1 Messen der radioaktiven Flussdichte von Oberflächen<br />
Das Messgerät zeigt infolge der Umgebungsstrahlung (Hintergrundstrahlung) einen sog.<br />
Nulleffekt an. Dieser Nulleffekt sollte zuerst festgestellt werden. Der Messwert für den Nulleffekt<br />
wird später vom Messwert der Oberflächenstrahlung abgezogen<br />
3.1.1.1 Messen der Beta-Gamma Teilchenflussdichte von<br />
Oberflächen<br />
Legen Sie den YB-Mini-Monitor YBMM04 zur Bestimmung des Nulleffekt also zunächst auf<br />
eine unkonta<strong>mini</strong>erte Oberfläche. Der Zähler wird mit der Reset-Taste auf Null gesetzt.<br />
Gleichzeitig wird die Stoppuhr gestartet. Die Messzeit T kann je nach Kontamination der<br />
Oberfläche oder angestrebte Genauigkeit der Messung unterschiedlich kontrolliert werden. Je<br />
länger die Messzeitspanne, desto genauer wird das Messergebnis.<br />
Bild3.1.1.1 a : Nulleffekt für die Teilchenflussdichte bestimmen.<br />
Messzeit beträgt in diesem Beispiel T= 20 Minuten<br />
1. Messung Nulleffekt oder Backgr.<br />
Beispiel : Zbackgr =1460<br />
Nachdem das Zählergebnis für den Nulleffekt bekannt ist, wird der YB-Mini-Monitor auf eine zu<br />
überprüfende Oberfläche gelegt.<br />
Beispiel:<br />
Als zu überprüfende Oberfläche (Testmaterial) dient etwas Baumaterial, z.B. ein Stück Regips<br />
oder eine Wandkachel. Es wird nun eine Messung in kürzestem Abstand über der zu<br />
überprüfenden Oberfläche durchgeführt.
Bild3.1.1.1b : Messen der Teilchenflussdichte einer Oberfläche, Messzeit ist 20 Minuten<br />
Das Zählergebnis an dem Testmaterial (Prüfstrahler) sei Zprobe =2231<br />
Berechnung der Beta-Gamma-Teilchenflussdichte der Probenoberfläche aus den beiden<br />
Zählergebnissen Zbackgr und Zprobe (Messzeitspanne war 20 Minuten):<br />
Zunächst werden die Zählergebnisse umgerechnet auf eine Minute Messzeitspanne. In diesem<br />
Messbeispiel berechnet sich wie folgt::<br />
1.) Impulse pro Minute [ipm] für den Nulleffekt berechnen.<br />
IPM0 = Zbackgr / T<br />
IPM0 = 1460/20<br />
IPM0 = 73 [ipm]<br />
2.) Impulse pro Minute [ipm] für die Probenmessung berechnen.<br />
IPMp = Zprobe / T<br />
IPMp = 2231/20<br />
IPMp = 112 [ipm]<br />
Nun die Differenz aus den Impulsen pro Minute bilden und mit einem Kalibrierfaktor<br />
Kby =0,004 multiplizieren.<br />
φby = Kby *( IPMp – IPM0 )<br />
φby = 0,004 * ( 112 – 73 )<br />
φby = 0,156 [1/s/cm²] (Beta-Gamma Teilchenflussdichte der überprüften Oberfläche)
3.1.1.2 statistische Messfehlerabschätzung<br />
Der zufällige Messfehler +-s wird anhand einer Theorie nach Poisson abgeschätzt. Es lässt<br />
sich zeigen, das +-s proportional der Quadratwurzel aus der Summe der beiden<br />
Zählergebnisse Zprobe und Zbackgr ist.<br />
+-s = Kby /T * SQRT(Zprobe+Zbackgr)<br />
in unserem Beispiel ist:<br />
+-s [1/scm²]= 0,004/20 * SQRT(1460+2231)<br />
+-s [1/scm²]= +- 0,012<br />
In unserem Beispiel ist das Ergebnis für die Beta-Teilchenflussdichte<br />
(mit zufälligem Messfehler) :<br />
P= 0,156 [1/scm²] +- 0,012 [1/scm²]<br />
Die folgende Tabelle gibt einen ungefähren Überblick über Messzeitspanne und zufälligem<br />
Messfehler in Abhängigkeit von der Messzeitspanne bei Messungen der Teilchenflussdichte<br />
mit dem YBMM04 in einer Umgebung bis maximal 0,5µSv/h Äquivalentdosis:<br />
Tabelle<br />
Messzeit 1Sigma-Messfehler Erkennungsgrenze Nachweisgrenze<br />
20 Minuten 0,012 [1/scm²] 0,025 [1/scm²] 0,04 [1/scm²]<br />
2 Minuten 0,04 [1/scm²] 0,08 [1/scm²] 0,12 [1/scm²]<br />
Nuklidbezogene Wirkungsgrade<br />
Der so aus der Impulsrate bestimmte Wert für die Teilchen-Flussdichte gilt für Kalium. Zu einem<br />
anderen Nuklid als Kalium kann die Zählröhre eine niedrigere Ansprechwahrscheinlichkeit<br />
haben. Zur Abschätzung der Quantenflussdichte muss das Messergebnis deshalb mit einem für<br />
das strahlende Nuklid passenden Multiplikationsfaktor g multipliziert werden.<br />
U=P*g<br />
Tabelle 3 : Nuklidbezogene Wirkungsgrade und<br />
Multiplikationsfaktoren für verschiedene gebräuchliche Nuklide<br />
Nuklid Wirkungsgrad ca. Multipl.Faktor g<br />
32P 37% 1<br />
42K 37% 1<br />
137Cs 25% 1,5<br />
36CL 19% 2<br />
59Fe 12% 3<br />
14C 3,7% 10<br />
51Cr 1% 40<br />
55Fe 0,12% 300
Kontamination mit unbekanntem Nuklid<br />
Ist Ihnen das strahlende Nuklid unbekannt, dann ist es Ihnen mit dem YB-Mini-Monitor nicht<br />
möglich eine direkte Messung der Quantenflussdichte durchzuführen, denn die<br />
Ansprechwahrscheinlichkeit der Röhre zu dem strahlenden Nuklid ist in diesem Falle<br />
unbekannt. Geben Sie das Ergebnis entweder als Teilchenflussdichte in der Einheit<br />
1/scm² bezogen auf Kalium an, oder multiplizieren Sie das Messergebnis P mit dem<br />
Faktor 300. Auf diese Weise erhalten Sie ein Ergebnis, mit welchem Sie bezüglich der<br />
Quantenflussdichte in der Regel auf der sicheren Seite liegen.<br />
Anmerkung: Sollten Sie den Verdacht haben, das es sich bei der unbekannten Probe um einen<br />
Alpha-Strahler handelt, dann multiplizieren Sie das Ergebnis noch mal mit dem Faktor<br />
10.<br />
3.1.1.3 Messen der Gamma-Quantenflussdichte von Oberflächen<br />
Für Gamma-Strahlung ist der YB-Mini-Monitor etwa 20 mal unempfindlicher, als für Beta-<br />
Strahlung. Deshalb sind in einer natürlichen Umgebung häufig sehr lange Messzeiten von<br />
mehreren Stunden zur genauen Messung geringer Gamma-Quantenflussdichten sinnvoll.<br />
Im Zubehör zum YB-Mini-Monitor YBMM04 ist ein sog. Gamma-Filter enthalten. Es handelt<br />
sich um eine 1mm starke Kupferplatte. Diese Platte ist für Gamma-Strahlung durchlässig und<br />
absorbiert Beta-Strahlung. Zur Messung der Gamma- Quantenflussdichte von Oberflächen wird<br />
dieser Gamma-Filter zwischen YB-Mini-Monitor und die zu überprüfende Oberfläche gehalten<br />
oder gelegt. Dadurch wird das Beta-Fenster des YB-Mini-Monitors geschlossen.<br />
Gammastrahlung gelangt jedoch durch das geschlossene Beta-Fenster hindurch und die Gamma-<br />
Strahlung wird vom YB-Mini-Monitor registriert. Zur näherungsweise Bestimmung eines<br />
Messwertes der Gamma-Quantenflussdichte wird wie folgt vorgegangen. Es sind nacheinander<br />
zwei Messungen erforderlich. Jede dieser beiden Messungen dauert mindestens 20 Minuten. Ein<br />
Ergebnis für die Gamma-Quantenflussdichte einer schwach konta<strong>mini</strong>erten Oberfläche liegt also<br />
frühestens nach 40 Minuten Gesamtmesszeit vor. (Jeweils 20 Minuten für den Nulleffekt und 20<br />
Minuten an der Probe) Je länger die Messzeitspanne gewählt wird, desto genauer wird das<br />
Messergebnis.<br />
Die Gamma-Quntenflussdichte U[1/scm²] berechnet sich aus den beiden Zählergebnissen<br />
Zbackgr (Nulleffekt) und Zprobe sowie der Messzeitspanne T und nach Umrechnung mit einem<br />
Kalibrierfaktor Ky = 0,12 näherungsweise zu :<br />
U[1/s/cm²] = Ky/T * (Zprobe – Zbackgr)<br />
In einem folgenden Beispiel wurde die Gamma-Flussdichte über 450 Gramm Kaliumchlorid<br />
gemessen, welche in einer Dose mit den Abmessungen 15cm x 10cm x 2,5cm (LxBxH) zu einer<br />
etwa 2,5cm dicken Kaliumchloridschicht geformt wurde. Theoretisch ergibt sich die Gamma-<br />
Flussdichte über einer der Dosenoberflächen wie folgt:<br />
450g KCl entsprechen 7650 Bq Aktivität.<br />
Der Gamma-Anteil ist ca. 10% . Damit ist der Gammafluss Φy aus den 450g KCl<br />
Φy = 765 [1/s]
Die Hälfte in kürzestem Abstand über einer der beiden Dosenoberflächen :<br />
Φy = 765 [1/s] /2<br />
Φy = 383 [1/s]<br />
===========<br />
Und die Gamma-Quantenflussdichte bezogen auf die Abmessung der Oberfläche dieser mit KCl<br />
gefüllten Dose:<br />
φy = 383 [1/s] /10[cm] /15[cm]<br />
φy = 2,55 [1/s/cm²]<br />
===============<br />
Dazu eine beispielhafte Messung in kürzesm Abstand über der Kaliumchlorid gefüllten Dose und<br />
Berechnung der Gamma-Quantenflussdichte aus den Zählergebnissen.<br />
1.Messung : Bestimmen Zählerwert für Zbackgr (NULLEFFEKT)<br />
Der Nulleffekt wird nun mit geschlossenem Beta-Fenster,also zusammen mit der Gamma-<br />
Filterscheibe gemessen. In diesem Beispiel wird die Messzeitspanne auf 20 Minuten<br />
kontrolliert.<br />
Bild3.1.1.3 a : Nulleffekt messen<br />
Messzeit beträgt in diesem Beispiel T= 20 Minute<br />
Beispiel Ergebnis : Zbackgr = 1460 (NULLEFFEKT)<br />
2.Messung : Bestimmen Zählerwert für Zprobe<br />
Der YB-Mini-Monitor wird zusammen mit der Gamma-Filterscheibe in kürzestem Abstand<br />
über die zu überprüfende Oberfläche gebracht. Die Messzeitspanne beträgt wieder 20<br />
Minuten
Bild3113b: Gammaflussdichte messen über einer 2,5cm dicken Kaiumchloridschicht<br />
Mit Gamma-Filterscheibe zwischen Messgerät und zu überprüfede Oberfläche<br />
Beispiel Ergebnis : Zprobe = 1884<br />
Die Gamma-Quntenflussdichte U[1/scm²] berechnet sich aus den beiden Zählergebnissen Zprobe<br />
und Zbackgr sowie der Messzeitspanne T und einem Kalibrierfaktor Ky = 0,12 näherungsweise<br />
zu :<br />
U[1/s/cm²] = Ky/T * (Zprobe – Zbackgr)<br />
In diesem Beispiel :<br />
U[1/scm²] = 0,12/20 * (1884 – 1460)<br />
U[1/scm²] = 2,54 [1/s/cm²] (gemessene Gamma-Quantenflussdichte einer 2,5cm dicken KCl<br />
Schicht)<br />
3.1.1.4 statistische Messfehlerabschätzung:<br />
Der zufällige Messfehler +-s wird anhand einer Theorie nach Poisson abgeschätzt. Es lässt<br />
sich zeigen, das +-s proportional der Quadratwurzel aus der Summe der beiden<br />
Zählergebnisse Zprobe und Zbackgr ist.<br />
+-s = Ky/T * SQRT(Zprobe+Zbackgr)<br />
+-s= 0,12/20 * SQRT(1884+1460)<br />
+-s = 0,35 [1/s/cm²]<br />
===============
3.1.2 Messen der Aktivität von Stoffproben<br />
3.1.2.1 Messen der Aktivität von wässrigen Lösungen<br />
(z.B. Trinkwasser überprüfen)<br />
Der YB-Mini-Monitor mit Impulszähler liefert Ihnen ein für die private Anwendung sehr genaues<br />
und sensibles Messergebnis auch bei Kontaminationen mit Beta-Strahlenden Nukliden. Bitte<br />
berücksichtigen Sie, das Alpha-Strahlung vom YB-Mini-Monitor wegen geringer<br />
Ansprechwahrscheinlichkeit der Zählröhre auf Alpha-Strahlung nicht detektiert wird.<br />
Zur Messung von Stoffproben benötigen Sie eine Plastikschale mit einem Fassungsvermögen von<br />
etwa einem Liter. (Haushaltswaren) . Die Abmessungen der Schale könnten sein : 16cm x 11cm<br />
und etwa 6cm Höhe. Auf eine mm-genaue Abmessung oder Form kommt es dabei nicht an. Die<br />
Höhe der Schale sollte jedoch vom Boden bis zum Rand mind.5cm bis maximal etwa 7cm<br />
betragen. Die Schale wird mit der Stoffprobe (Messgut) bis knapp unter den Rand gefüllt (ca.<br />
800ml bis 1 Liter Stoffprobe). Gemüse und andere feste Nahrungsmittel sollten kleingeschnitten<br />
oder mit dem Mixer püriert werden und fest eingedrückt werden.<br />
Messung: Das Messgerät zeigt infolge der Umgebungsstrahlung (Hintergrundstrahlung) einen<br />
sog. Nulleffekt an. Dieser Nulleffekt sollte zuerst festgestellt werden. Der Messwert für den<br />
Nulleffekt wird später vom Messwert für die Stoffprobe abgezogen Füllen Sie zur Messung des<br />
Nulleffektes die Messschale mit destilliertem Wasser. Decken Sie die gefüllte Messschale mit<br />
Alu<strong>mini</strong>umfolie ab. Die Alu<strong>mini</strong>umabdeckung schützt die empfindliche Elektronik des YB-Mini-<br />
Monitor vor Feuchtigkeit durch verdunstendes Wasser. Setzen Sie den YB-Mini-Monitor mit der<br />
silbergrauen Sensorfläche nach unten auf eine mit destilliertem Wasser gefüllte und mit Alu-Folie<br />
abgedeckte Plastikschale. Schalten Sie den YB-Mini-Monitor ein. Starten Sie eine Stoppuhr und<br />
setzen Sie den Impulszähler auf Null (RESET-Taste) .<br />
Für ein angemessen genaues Ergebnis sollten 60 Minuten (1 Stunde) lang gemessen werden !
1 Stunde Messzeit für ein angemessen genaues Ergebnis<br />
+- 100 Bq/Liter<br />
In dem ersten Messdurchgang ist destilliertes Wasser bis knapp unter den Rand in die Messschale<br />
eingefüllt. Nach genau 60 Minuten (1 Stunde) Messzeit lesen Sie den Zählerwert am Impulszähler<br />
ab. Notieren Sie sich diesen Wert für den Nulleffekt als Zbackgr<br />
Beispiel :<br />
Zbackgr = 4440 (Impulse in 60 Minuten)<br />
Nun wird die Messschale entleert und mit dem Messgut (Probe) bis knapp unter den Rand<br />
aufgefüllt (800ml bis 1 Liter Messgut) . Die Schale wird nun ebenfalls wieder mit Alu-Folie<br />
abgedeckt. Die Messung wird nun wie oben beschrieben wiederholt. Nach 60 MINUTEN (1<br />
Stunde) Messzeit lesen Sie den Wert Zprobe am Zähler ab.<br />
Beispiel:<br />
Zählerwert Zprobe = 4445 nach 60 Minuten Messzeit.<br />
Notieren Sie sich diesen Wert für die Messung an der Probe als Zprobe<br />
Zprobe = 4445 (Impulse in 60 Minuten)<br />
Nun bilden Sie die Differenz aus Zprobe minus Zbackgr<br />
A = (Zprobe – Zbackgr) = 4445 – 4440 = 5<br />
A =5 Bq/Liter +-s<br />
In dieser Formel bedeutet +-s eine statistische Korrektur des Messergebnisses (zufälliger<br />
Messfehler).Dieser kann bei dieser angemessen genauen Messung mit +- 100 Bq/Liter<br />
angenommen werden.<br />
Das Ergebnis ist in diesem Beispiel:<br />
A=5 [Bq/Liter] +- 100 Bq/Liter (angemessen genaues Ergebnis)<br />
Wenn es sich bei dem strahlenden Nuklid um Kalium-40 handelt, dann ist das so bestimmte<br />
Messergebnis A ein guter Näherungswert für die spezifische Aktivität A’ der Stoffprobe. Dieser<br />
Näherungswert gilt für Kalium. Enthält die Stoffprobe ein anderes Nuklid als Kalium, dann ist<br />
das Messergebnis A mit einem passenden Multiplikationsfaktor (siehe oben Tabelle3) zu<br />
multiplizieren
Beispiel<br />
Trinkwasser auf Radioaktivität überprüfen (Messzeitspanne 1 Stunde)<br />
A) 1 Liter destilliertes Wasser<br />
Beispiel:<br />
Z0 = 4269 /h<br />
B) 1 Liter Trinkwasser<br />
Zp = 4270 /h<br />
Zp - Z0 = 1 Bq/Liter<br />
Zur Probe habe ich 35 Gramm Kaliumchlorid in 1 Liter destilliertem Wasser aufgelöst.<br />
Kalium besitzt eine natürliche Radioaktivität, welche nachweisbar ist...<br />
C) 35g KCl in 1 Liter Wasser<br />
Zp = 4870 /h<br />
Zp - Z0 = 601 Bq/Liter<br />
35gKaliumchlorid in 1 Liter Wasser aufgelöst<br />
(spez. Aktivität etwa 600 Bq/Liter)
10 Stunden Messzeit für ein genaues Ergebnis<br />
+- 30 Bq/Liter<br />
Wenn sich aus dem Messergebnis mit 60 Minuten Messzeit ein Messwert ergibt, der auf eine<br />
Aktivität unterhalb 300 Bq/Liter deutet, dann kann ein noch genaueres Messergebnis mit einer<br />
Messzeit von 10 Stunden für jede der beiden grundliegenden Messungen (Zbackgr und<br />
Zprobe) erforderlich werden.<br />
Wird das Ergebnis für Zbackgr und Zprobe jeweils 10 Stunden gemessen, dann berechnet<br />
sich die spezifische Aktivität in Bq/Liter als der zehnte Teil der Differenz aus den beiden<br />
grundliegenden Messungen:<br />
A=(Zprobe-Zbackgr)/10<br />
; Messzeitspanne jeweils 10 Stunden für Nulleffekt sowie Messung an der Probe<br />
Der zufällige Messfehler +-s bei der Messzeitspanne von 10 Stunden kann etwa mit +-30<br />
Bq/Liter angenommen werden.<br />
Sollen sehr genaue Messergebnisse mit zufälligen Messfehlern kleiner +-30 Bq/Liter erreicht<br />
werden, sind zum Messen der Aktivität von wässrigen Lösungen mit dem YB-Mini-<br />
Monitor YBMM04 weit mehr als 10 Stunden Messzeitspanne erforderlich.<br />
3.1.3 Messzeitspanne und Messgenauigkeit<br />
Innerhalb welcher Grenzen sich Messergebnisse bei wiederholten Messungen der selben<br />
Stoffprobe bewegen, können Sie anhand einer Tabelle aus der Messzeitspanne abgeschätzt<br />
werden.<br />
Als Erkennungsgrenze gelte der positive zweifache zufällige Messfehler<br />
Erkennungsgrenze = 2Sigma . Die Erkennungsgrenze erlaubt eine Entscheidung darüber, ob in<br />
einer möglicherweise radioaktiven Probe, Strahlung vorliegt oder nicht.<br />
Als Nachweisgrenze gelte der positive dreifache zufällige Messfehler<br />
Nachweisgrenze = 3Sigma<br />
Die Nachweisgrenze erlaubt eine Entscheidung darüber, ob dieses Messverfahren gestellten<br />
Anforderungen genügt.<br />
Einen Überblick gibt folgende Tabelle 4 :<br />
Messzeitspanne Aktivität (K40)<br />
T<br />
Formel<br />
[Minuten]<br />
Messfehler<br />
ca.<br />
+-Sigma<br />
[Bq/Liter]<br />
Erkennungsgrenze<br />
ca.<br />
2Sigma<br />
[Bq/Liter]<br />
Nachweisgrenze<br />
ca.<br />
3Sigma<br />
[Bq/Liter].<br />
A[Bq/Liter]=<br />
6 10*(Zprobe - Zbackgr) 300 600 900<br />
60 Zprobe - Zbackgr 100 200 300<br />
600 (Zprobe - Zbackgr)/10 30 60 90
3.1.4 Auswertung der Messung und Wahl der Messzeitspanne<br />
Flüssigkeiten und pürierte Stoffe :<br />
Die spezifische K40-Aktivität einer wässrigen Lösung wird so bestimmt, wie dies in 3.1.2.1<br />
beschrieben ist. Die Messzeitspanne ist so zu kontrollieren, das der Wert der Messgröße<br />
(Aktivität) nicht kleiner ist, als die Bestimmungsgrenze. Als Bestimmungsgrenze gelte der<br />
dreifache Wert der Nachweisgrenze (Tabelle4). Verlängerung der Messzeitspanne erhöht die<br />
Genauigkeit des Ergebnisses.<br />
Für Nuklid 40Kalium und 42Kalium wird die spezifische Aktivität A aus den gemessenen<br />
Impulszahlen bestimmt, so wie dies 3.1.2.1 beschreibt. Für andere Nuklide als K40 ist das<br />
Ergebnis mit einem Korrekturfaktor nach Tabelle 3 zu multiplizieren. (Tabelle 3 :<br />
Nuklidbezogene Wirkungsgrade).<br />
Bei Auswertung von Stoffen, die ein von Wasser verschiedenes spezifisches Gewicht haben,<br />
muss das Ergebnis mit dem Zahlenwert des spezifischen Gewichts (g/cm³) multipliziert werden,<br />
um die Aktivität in Bq/kg zu erhalten. Das Ergebnis wird umso ungenauer, je weiter das<br />
spezifische Gewicht von 1 entfernt ist.<br />
Es wird darauf hingewiesen, das verbindliche Aussagen, vor allem über das Überschreiten von<br />
behördlich festgelegten Grenzwerten, nur durch geschulte Messtechniker im Labor erhalten<br />
werden.<br />
3.1.5 Messen der Aktivität von geringen Mengen pulverförmiger<br />
Lebensmittelproben<br />
Mit dem YB-Mini-Monitor in Verbindung mit dem digitalen Impulszähler lassen sich auch<br />
pulverförmige Stoffproben sehr sensibel auf Aktivität untersuchen. Das Zubehör zum YBMM04<br />
enthält einen Messrahmen , welcher die zu untersuchende pulverförmige Probe aufnimmt. Das<br />
pulverförmige Probenmaterial sollte eine Dichte zwischen 0,3 bis 0,4 besitzen. Der Messrahmen<br />
nimmt bis zu 80 ml Probenmaterial auf. Es dürfen maximal 32 Gramm Probenmaterial in den<br />
Messrahmen gefüllt werden. So wird eine mittlere Dichte zwischen 0,3 bis 0,4 eingehalten. Ideal<br />
ist der Messrahmen nun bis zum Rand (1cm Schicht) gefüllt und kann glattgestrichen werden.<br />
Zunächst wird wieder der Nulleffekt bestimmt.<br />
Nachdem der Nulleffekt bestimmt ist, werden in den Messrahmen maximal 32 Gramm<br />
pulverisierte Probenmasse mit einer maximalen Schichtdicke von 1cm gefüllt. Nachdem sich etwa<br />
30 Gramm pulverisierte Probe in dem Rahmen befinden, ist der Rahmen mit einer dünnen<br />
Alu<strong>mini</strong>umfolie abzudecken. Diese Abdeckung verhindert eine unbeabsichtigte Kontamination<br />
des YB-Mini-Monitor.<br />
3.1.5.1 Messen der spezifischen K-40 u. NORM-Stoff- Aktivität einer pulverisierten<br />
Lebensmittelprobe<br />
1.Messung : Bestimmen Zählerwert für Zbackgr<br />
(Nulleffekt im leeren Messrahmen messen)<br />
8 Minuten Messzeit
Ergebnis : Zbackgr<br />
2.Messung : Bestimmen Zählerwert für Zprobe<br />
(30g pulverförmige Probe im Messrahmen messen)<br />
8 Minuten Messzeit<br />
Ergebnis : Zprobe<br />
Erläuterungen zur 1. Messung.<br />
Zunächst wird der Nulleffekt bestimmt. Der Nulleffekt in 8 Minuten Messzeit sei als<br />
Zbackgr nun bekannt. (Beispiel: Zbackgr =542 siehe Bild 3.1.5a)<br />
Beispiel: Messungen der K40-Aktivität in pulverisierten Lebensmittelproben.<br />
Zunächst wird der Nulleffekt mit geleertem Messrahmen bestimmt. Die Messzeitspanne beträgt<br />
nun 8 Minuten. Der Zähler startet bei NULL und die Messzeit wird mit einer Uhr kontrolliert.<br />
Nach 8 Minuten Messzeit wird der Zählerwert abgelesen und als Zbackgr aufgeschrieben. Um<br />
Kontamination des YB-Mini<strong>monitor</strong>s zu vermeiden, ist der Messrahmen mit einer<br />
Alu<strong>mini</strong>umfolie abgedeckt.<br />
Bild 3.1.5a: Nulleffekt messen (8 Minuten Messzeit)<br />
Beispiel : Zbackgr =549<br />
Erläuterung zur 2.Messung.<br />
Im Anschluss an die erste Messung wird nun in den Messrahmen 30 Gramm pulverförmiges<br />
Probenmaterial gefüllt (z.b. 30 g Pottasche oder 30 Gramm getrocknete Waldpilze o.ä.). Dann<br />
wird das Präparat mit Alufolie bedeckt, um eine Kontamination des Gerätes zu vermeiden.
Bild3.1.5b 30 Gramm Pottasche wird auf einer Küchenwaage in den Messrahmen<br />
abgewogen<br />
Der Messrahmen mit der Probe wird mit Alu<strong>mini</strong>umfolie abgedeckt<br />
Der YB-Mini-Monitor YBMM04 wird auf das so vorbereitete Präparat aufgesetzt. Die<br />
Messzeit an der Probe beträgt ebenfalls 8 Minuten.<br />
Nach Ablauf von 8 Minuten wird der Zählerwert Zprobe am Impulszähler des YB-Mini-<br />
Monitors abgelesen und aufgeschrieben.<br />
Bild 3.1.5b : 30g Pottasche im Messrahmen ,<br />
Messzeit 8 Minuten<br />
-> Zprobe= 2300<br />
30 Gramm Pottasche liefern in 8 Minuten etwa 2300 Impulse.<br />
Die spezifische K40-u. NORM-Stoff Aktivität A des Probenmaterials berechnet sich aus den<br />
Zählergebnissen Zbackr und Zprobe nun wie folgt:
A[Bq/kg]= 10 * (Zprobe-Zbackgr)<br />
(Messzeit = 8 Minuten für Zprobe; Messzeit =8 Minuten für Zbackgr)<br />
in unserem Beispiel:<br />
A = 10 * (2300- 549)<br />
A = 17510 [Bq/kg]<br />
Beispiel 2:<br />
In einer pulverisierten Pilzprobe (Pfifferlinge) soll die spezifische Aktivität anhand Messung der<br />
Beta-Flussdichte abgeschätzt werden. Es soll überprüft werden, ob das Messergebnis durch den<br />
natürlichen Kaliumgehalt der Pilze plausibel erklärbar ist.<br />
Vorgehensweise:<br />
1. es wird 8 Minuten ein Zählergebnis Zbackgr. Ohne Pilze bestimmt<br />
2. Nachdem Zbackgr bestimmt ist, werden 30 Gramm pulverförmige Pilzprobe in den<br />
Messrahmen gefüllt und mit dem <strong>yb</strong>-Mini-Monitor und Impulszähler wird in kürzestem Abstand<br />
über diesem Präparat gemessen. Nach 8 Minuten Messzeit mit dem YB-Mini-Monitor - wird das<br />
Zählergebnis Zprobe am numerischen Impulszähler abgelesen.<br />
3. Anhand der Berechnungsvorschrift wird die spezifische Aktivität der getrockneten Pilze<br />
abgeschätzt.<br />
A[Bq/kg]= 10 * (Zprobe-Zbackgr)<br />
4.) Es wird überprüft ob das Ergebnis anhand des erwarteten natürlichen Kaliumgehaltes dieser<br />
Pilzsorte plausibel erklärbar ist. (Der erwartete natürliche Kaliumgehalt kann einer<br />
Nährwerttabelle entnommen werden.)<br />
Angenommen die Zählergebnisse nach Überprüfen einer getrockneten pulverisierten Pilzprobe<br />
sind:<br />
Zbackgr = 567<br />
Zprobe = 828<br />
Es rechnet sich :<br />
A[Bq/kg]= 10 * (Zprobe-Zbackgr)<br />
A[Bq/kg]= 10 * (828-567)<br />
A[Bq/kg]= 10 * (261)<br />
A[Bq/kg]= 2610 Bq/Kg<br />
Einschlägigen Nährwerttabellen lässt sich entnehmen, das Pfifferlinge 5g Kalium pro kg<br />
Frischpilz enthalten. Erwartet wird nun: 5g/kg*32Bq/g = 160 Bq/kg spezifische K40-<br />
Aktivität in frischen Pfifferlingen. In den getrockneten Pfifferlingen wird wegen dem<br />
Gewichtsverlust der 10-fache Wert erwartet.<br />
Der Erwartungswert ist also :<br />
A[Bq/kg]= 1600 Bq/Kg (erwartet)<br />
Der anhand Beta-Strahlung gemessene Wert ist :<br />
A[Bq/kg]= 2610 Bq/Kg (gemessen mit offenem Beta-Fenster)<br />
Der gemessene Wert liegt deutlich über dem erwarteten Wert. Der hohe gemessene Wert ist nicht<br />
durch den natürlichen Kaliumgehalt in den Pilzen allein erklärbar. Es folgt deshalb der Verdacht,
das die Pilze neben natürlichem Kalium weitere unbestimmte radioaktive Stoffe enthalten<br />
könnten.<br />
Dieser Anfangsverdacht begründet zunächst unbestimmte radioaktive Stoffe in der Pilzprobe.<br />
Durch einen Cs137-Aktivität-Test mittels Messung der Gammastrahlung kann ein Verdacht auf<br />
Cs137-Aktivität begründet werden.<br />
Es wird darauf hingewiesen, das verbindliche Aussagen, vor allem über das Überschreiten von<br />
behördlich festgelegten Grenzwerten, nur durch geschulte Messtechniker im Labor erhalten<br />
werden.
3.1.5.2 Messen der spezifischen Cs-137 Aktivität einer<br />
pulverisierten Lebensmittelprobe<br />
und Cs-137 Test<br />
Benötigtes Zubehör:<br />
1. Messrahmen<br />
2. Gammafilter<br />
Es wird ein spezieller Messrahmen und ein<br />
Gammafilter (auch Beta-Absorber genannt) benötigt.<br />
Der Messrahmen nimmt 30 Gramm pulverisiertes Probenmaterial auf.<br />
3.1.5.2.1 Messen der spezifischen Cs-137 Aktivität einer<br />
pulverisierten Lebensmittelprobe (Schnelltest)<br />
Künstlich erzeugte Radionuklide aus AKW-Havarien und Atomexplosionstests<br />
geraten heutzutage sehr häufig in diese Lebensmittel hinein. Unkontrolliert entsorgte NORM-<br />
Stoffe verschiedener Industriezweige können ebenfalls in Lebensmittel hineingeraten<br />
und Lebensmittel enthalten natürliches Kalium mit einem geringen Anteil des radioaktiven<br />
K40-Isotops. Sehr wahrscheinlich befinden sich in sehr vielen aktiven Lebensmitteln solche<br />
Nuklidmischungen, deren mit dem YB-Mini-Monitor messbare Aktivität vornehmlich<br />
durch künstliches Radiocäsium sowie natürliches Kalium u. NORM-Stoffe herrührt. Mit dem<br />
YB-Mini-Monitor kann durch vergleichen der Gamma-Flussdichte mit der Beta-Flussdichte<br />
aus der selben Lebensmittelprobe näherungsweise sowohl die Cs137-Aktivität, als auch die<br />
im Lebensmittel enthaltene K40- u. NORM-Stoff-Aktivität getrennt abgeschätzt werden.
Der YB-Mini-Monitor funktioniert nach dem Geiger-Müller-Prinzip. Eine eindeutige<br />
Nuklididentifikation ist nach diesem Messprinzip nicht möglich. Jedoch gestattet die Geiger-<br />
Müller Messmethode eine Unterscheidung der Intensität verschiedener Strahlenarten. Der YB-<br />
Mini-Monitor nutzt dies für eine Unterscheidung künstlicher radioaktiver Stoffe (CS137) mit<br />
hohem Gamma-Strahlenanteil und niedrigem Beta-Strahlenanteil im Unterschied zu natürlichen<br />
radioaktiven Stoffen (K40 u. NORM-Stoffe) mit niedrigem Gamma-Strahlenanteil und hohem<br />
Beta-Strahlenanteil in Lebensmittelproben.<br />
Zum bestimmen der spezifischen Cs137-Aktivität des Präparates (30g Pulver) im Messrahmen<br />
werden nacheinander zwei Messungen der Gamma-Strahlung in kürzestem Abstand über dem<br />
leeren Messrahmen und die zweite Messung über dem Präparat durchgeführt<br />
1.Messung : Bestimmen Zählerwert Zbackgr<br />
(Nulleffekt im leeren Messrahmen mit aufgesetztem Gamma-Filter messen)<br />
60 Minuten Messzeit<br />
Ergebnis : Zbackgr<br />
2.Messung : Bestimmen Zählerwert Zprobe<br />
(30g pulverförmige Probe im Messrahmen mit aufgesetztem Gamma-Filter messen)<br />
60 Minuten Messzeit<br />
Ergebnis : Zprobe<br />
Berechnung:<br />
Es wird die auf die Probenmasse bezogene spezifische CS137-Aktivität ACS137 in der Probe<br />
bestimmt. Rechnerisch wird die aus den beiden Messungen ermittelten Zählerstände<br />
subtrahiert und die Differenz Zprobe-Zbackgr mit dem Kalibrierfaktor 30 multipliziert. Das<br />
Ergebnis entspricht näherungsweise einer spezifischen Aktivität des Cäsium-Isotops Cs-137.<br />
Die Erkennungsgrenze ist hierbei mit etwa 5000 Bq/kg ansetzbar.<br />
ACS137= 30 * (Zprobe-Zbackgr)<br />
Beispiel :<br />
Es soll die Cs137 Aktivität in 300g Frischpilzen bestimmt werden.<br />
Zunächst wird 60 Minuten (1 Stunde ) lang ohne Pilze der Nulleffekt mit aufgesetztem<br />
Gammafilter gemessen.<br />
Nach 60 Minuten wird der Zählerstand Zbackgr notiert.<br />
Angenommen dieses Backgr. - Impulszählergebnis nach Hundert Minuten sei:<br />
Zbackgr = 3563<br />
Nun werden die zu untersuchenden 300 Gramm Frischpilze getrocknet (Mikrowelle) und<br />
anschließend pulverisiert. Nach dem Trocknung und pulverisieren verbleibenden etwa 30 Gramm<br />
Pilzpulver. Dieses wird gleichmäßig in den Messrahmen gefüllt und die Oberfläche wird<br />
glattgestrichen und mit Alufolie abgedeckt.<br />
Auch auf diese pulverisierte Pilzprobe im Messrahmen wird nun der Gamma-Filter aufgesetzt und<br />
mit dem YB-Mini-Monitor in kürzestem Abstand 60 Minuten lang in kürzestem Abstand über<br />
diesem Pilzpräparat gemessen. Nach 60 Minuten Messzeit wird der Zählerwert Zprobe notiert.<br />
Angenommen dieses Impulszählergebnis an diesem Pilzpräparat nach 60 Minuten sei:<br />
Zprobe= 3791
Die spezifische Aktivität von Cs137 bezogen auf das im Messrahmen befindliche Material<br />
(pulverisiere Pilzprobe) berechnet sich näherungsweise zu:<br />
Formel 1: ACS137 [Bq/kg] = 30 * (Zprobe-Zbackgr)<br />
für den Fall, das die Probe Kalium enthält , ist wie folgt zu korrigieren :<br />
- (AK40 / 10)<br />
(Der zehnte Teil der spez. Aktivität aus K40 ist zu subtrahieren)<br />
Dies ist das Ergebnis im Schnelltest mit 60 Minuten Messzeit.<br />
Wenn der Schnelltest einen Verdacht auf Kontamination mit Cäsium137 ergibt, dann<br />
empfiehlt es sich eine Messung mit angemessen genauem Ergebnis der spezifischen Cs-137<br />
Aktivität einer pulverisierten Lebensmittelprobe mit 600 Minuten (10 Stunden) Messzeit<br />
zu wiederholen.<br />
Es wird darauf hingewiesen, das verbindliche Aussagen, vor allem über das Überschreiten von<br />
behördlich festgelegten Grenzwerten, nur durch geschulte Messtechniker im Labor erhalten<br />
werden.<br />
3.1.5.2.2 Messen der spezifischen Cs-137 Aktivität einer<br />
pulverisierten Lebensmittelprobe (mit angemessen genauem<br />
Ergebnis +-250Bq/Kg bzw. 500Bq/Kg Erkennungsgrenze)<br />
Künstlich erzeugte Radionuklide aus AKW-Havarien und Atomexplosionstests<br />
geraten heutzutage sehr häufig in diese Lebensmittel hinein. Unkontrolliert entsorgte NORM-<br />
Stoffe verschiedener Industriezweige können ebenfalls in Lebensmittel hineingeraten<br />
und Lebensmittel enthalten natürliches Kalium mit einem geringen Anteil des radioaktiven<br />
K40-Isotops. Sehr wahrscheinlich befinden sich in sehr vielen aktiven Lebensmitteln solche<br />
Nuklidmischungen, deren mit dem YB-Mini-Monitor messbare Aktivität vornehmlich<br />
durch künstliches Radiocäsium sowie natürliches Kalium u. NORM-Stoffe herrührt. Mit dem<br />
YB-Mini-Monitor kann durch vergleichen der Gamma-Flussdichte mit der Beta-Flussdichte<br />
aus der selben Lebensmittelprobe näherungsweise sowohl die Cs137-Aktivität, als auch die<br />
im Lebensmittel enthaltene K40- u. NORM-Stoff-Aktivität getrennt abgeschätzt werden.<br />
Der YB-Mini-Monitor funktioniert nach dem Geiger-Müller-Prinzip. Eine eindeutige<br />
Nuklididentifikation ist nach diesem Messprinzip nicht möglich. Jedoch gestattet die Geiger-<br />
Müller Messmethode eine Unterscheidung der Intensität verschiedener Strahlenarten. Der YB-<br />
Mini-Monitor nutzt dies für eine Unterscheidung künstlicher radioaktiver Stoffe (CS137) mit<br />
hohem Gamma-Strahlenanteil und niedrigem Beta-Strahlenanteil im Unterschied zu natürlichen<br />
radioaktiven Stoffen (K40 u. NORM-Stoffe) mit niedrigem Gamma-Strahlenanteil und hohem<br />
Beta-Strahlenanteil in Lebensmittelproben.<br />
Zum bestimmen der spezifischen Cs137-Aktivität des Präparates (30g Pulver) im Messrahmen<br />
werden nacheinander zwei Messungen der Gamma-Strahlung in kürzestem Abstand über dem<br />
leeren Messrahmen und die zweite Messung über dem Präparat durchgeführt<br />
1.Messung : Bestimmen Zählerwert Zbackgr<br />
(Nulleffekt im leeren Messrahmen mit aufgesetztem Gamma-Filter messen)<br />
600 Minuten Messzeit (10 Stunden)<br />
Ergebnis : Zbackgr
2.Messung : Bestimmen Zählerwert Zprobe<br />
(30g pulverförmige Probe im Messrahmen mit aufgesetztem Gamma-Filter messen)<br />
600 Minuten Messzeit (10 Stunden)<br />
Ergebnis : Zprobe<br />
Berechnung:<br />
Es wird die auf die Probenmasse bezogene spezifische CS137-Aktivität ACS137 in der Probe<br />
bestimmt. Rechnerisch wird die aus den beiden Messungen ermittelten Zählerstände<br />
subtrahiert und die Differenz Zprobe-Zbackgr gebildet. Das Ergebnis entspricht<br />
näherungsweise einer spezifischen Aktivität des Cäsium-Isotops Cs-137.<br />
Die Erkennungsgrenze ist hierbei mit etwa 500Bq/Kg ansetzbar.<br />
ACS137= 3 * (Zprobe-Zbackgr)<br />
für den Fall, das neben CS137 auch ein Anteil K40 enthalten ist , ist wie folgt zu korrigieren :<br />
- (AK40 / 10) (Der zehnte Teil der spez. Aktivität aus K40 ist zu subtrahieren)<br />
3.1.5.2.3 Cs-137-Aktivität-Test<br />
Benötigtes Zubehör:<br />
1.Messrahmen<br />
2.Gammafilter (auch Beta-Absorber genannt)<br />
Ebenfalls einzigartig für ein Strahlenmessgerät in diesem Preissegment, bietet der YB-Mini-<br />
Monitor die Möglichkeit, einen Ausschluss von Cs-137-Aktivität in einer nur 30 Gramm<br />
wiegenden Lebensmittelprobe durchführen zu können. Es ist hierfür der YB-Mini-Monitor<br />
mit dem passenden Langzeitimpulszähler , ein besonderer Messrahmen sowie eine Gamma-<br />
Filterscheibe erforderlich. Es wird mit dem YB-Mini-Monitor die Gammastrahlung (Gamma-<br />
Flussdichte) in kürzestem Abstand über einer normierten Probenoberfläche gemessen. Eine<br />
Cs-137-Aktivität (oberhalb eines Grenzwertes) in der überprüften Probe kann ausgeschlossen<br />
werden, wenn Gammastrahlung aus dem Cs-137 Nuklid fehlt. Umgekehrt folgt der Verdacht<br />
auf Cs-137-Aktivität unmittelbar durch einen Nachweis erhöhter Gammastrahlung.
Vorgehensweise für den Cs-137-Aktivität-Test (Erkennungsgrenze = 600 Bq/Kg)<br />
1.Messung : Bestimmen Zählerwert für Zbackgr<br />
(Nulleffekt im leeren Messrahmen mit aufgesetztem Gamma-Filter messen)<br />
69 Stunden (3 Tage) Messzeit<br />
Ergebnis : Zbackgr<br />
2.Messung : Bestimmen Zählerwert für Zprobe<br />
(30g pulverförmige Probe im Messrahmen mit aufgesetztem Gamma-Filter messen)<br />
69 Stunden (3 Tage) Messzeit<br />
Ergebnis : Zprobe<br />
Es wird die Differenz aus diesen beiden Impuls-Zähler-Ergebnissen gebildet.<br />
Differenz = Zprobe-Zbackgr<br />
Ist diese Differenz größer 1400 dann gilt eine Aktivität oberhalb 600 Bq/kg als erkannt.<br />
(Messzeitspanne = 69 Stunden)<br />
3.1.6 Messen der Ortsdosis<br />
Äquivalentdosis Sievert (µSv/h) und Bedeutung der Äquivalentdosis<br />
Physiker unterscheiden drei Arten radioaktiver Strahlung: Gammastrahlen, Betastrahlen und<br />
Alphastrahlen. Um Auswirkungen dieser verschiedenen Strahlenarten auf den menschlichen<br />
Organismus vergleichbar zu machen, wurde als Maßstab für eine biologische Wirksamkeit<br />
radioaktiver Strahlung das Sievert eingeführt. Benannt ist die Einheit nach dem schwedischen<br />
Mediziner und Physiker Rolf Sievert (1896-1966). Die Messgröße Sievert hat weniger eine<br />
physikalische, als vielmehr eine medizinische Bedeutung und ergibt sich anhand<br />
unterschiedlicher Gewichtung verschiedener radioaktiver Strahlenarten. Gewichtungsfaktoren<br />
werden häufig anhand experimentell ermittelter biologischer Wirksamkeiten unterschiedlicher<br />
Strahlenarten normativ festgelegt. So können gemessene Impulse näherungsweise in eine<br />
Äquivalentdosis umgerechnet werden. Mit der Äquivalentdosis wird eine Summe verschiedener<br />
Strahlungsarten zur Anzeige gebracht. Die Gewichtung der Energieanteile verschiedener<br />
Strahlungsarten in eine Äquivalentdosis geschieht beim YB-Mini-Monitor mittels fest<br />
eingestellten Faktoren. Die Umrechnungsfaktoren (Strahlungswichtungsfaktoren) sind beim YB-<br />
Mini-Monitor auf jeweils etwa 1 für Gamma- und etwa 20 für Betastrahlung fest eingestellt.<br />
Alpha-Strahlung wird vom YB-Mini-Monitor nicht bewertet.
3.1.6.1 Messung der Beta-Gamma-Äquivalentdosis Hby<br />
Besonders einfach ist die Messung der Beta-Gamma-Äquivalentdosis mit dem YB-Mini-<br />
Monitor. (Es wird in dieser Messanleitung statt von „Beta-Gamma-Äquivalentdosis“<br />
vereinfacht auch von „Äquivalentdosis“ geschrieben.) Werte unterhalb 0,5µSv/h können an<br />
dem farbigen LED-Anzeigefeld direkt abgelesen werden. Weiteres über die farbige LED-<br />
Anzeige ist in den ersten Abschnitten in dieser Messbeschreibung zu lesen. Numerische<br />
Ergebnisse liefert ein digitaler Impulszähler. Die Messzeitspanne für eine Messung der<br />
Äquivalentdosis ist 28 Sekunden. Nach Betätigen der RESET-Taste springt der Impulszähler<br />
auf Null und es wird 28 Sekunden gewartet. Dann kann der Zahlenwert abgelesen werden.<br />
Dividieren durch 100 liefert einen Näherungswert für die Äquivalentdosis.<br />
z.B. Baumaterial auf Radioaktivität überprüfen<br />
Bild3.1.61a: Mit dem YB-Mini-Monitor YBMM04 wird Baumaterial auf Radioaktivität<br />
überprüft<br />
Die Schnelle Messung mit 14 Sekunden Messzeit .<br />
Der Dosisschalter wird auf Einzelimpulsmessung eigestellt.<br />
Ergebnis Z nach 14 bis 15 Sekunden ablesen am Zähler, dann<br />
Äquivalentdosis Hby berechnen :<br />
Hby[µSv/h] =Z/100 (Einheit Mykro Sievert pro Stunde )<br />
Die verlängerte Messung mit 2,5 Minuten Messzeit<br />
Ergebnis Z nach 2,5 Minuten ablesen am Zähler, dann<br />
Äquivalentdosis Hby berechnen:<br />
Hby[nSv/h] =Z (Einheit Nano Sievert pro Stunde)
_______________________________________________________<br />
Die Vorgehensweise bei der Messung (ausführliche Beschreibung)<br />
zur Mssung der Beta-Gamma-Äquivalentdosis Hby:<br />
Der YB-Mini-Monitor wird an dem zu überprüfenden Ort aufgestellt. Dann wird auf folgende<br />
Weise der Impulszähler betätigt und abgelesen.<br />
1. Zähler auf Null gesetzt (RESET-Taste)<br />
2. Die Messzeit wird nach RESET mit einer Stoppuhr kontrolliert. Nach etwa 14 bis 15<br />
Sekunden Messzeit wird der Zähler abgelesen. Ein Zählwert von z.B. 15 entspricht dann einer<br />
gemessenen Äquivalentdosis von 0,15µSv/h. (15 µRem/h)<br />
Der Zähler läuft automatisch weiter, so das auch zu längeren Messzeitspannen<br />
Zählerergebnisse abgelesen werden können.<br />
Bild3.1.6 : Messen der Äquivalentdosis 15µRem/h = 0,15µSv/h<br />
(Zähler ablesen ca. 14 bis 15 Sekunden nach RESET)<br />
Sind dreistellige Ergebnisse gefordert, dann wird die Messzeitspanne auf 2,5 Minuten verlängert.<br />
etwa 2,5 Minuten Messzeit liefert einen Zählerstand in nSv/h.<br />
In der selben Umgebung wie in Bild 3.1.6 dargestellt, wird der Impulszähler 2,5 Minuten nach<br />
RESET erwartungsgemäß also etwa 150 Impulse anzeigen. Dies entspricht 150nSv/h<br />
Äquivalentdosis (150nSv/h = 0,15µSv/h).
Das Messergebnis in einem Balkonkasten mit 2,5 Minuten Messzeitspanne zeigt das nächste<br />
Bild.<br />
198 nSv/h Beta-Gamma-Äquivalentdosis gemessen mit dem YBMM04 in einem<br />
Balkonblumenkasten (Messzeitspanne = 2 Minuten 30 Sekunden)<br />
Zufällige Messfehlergrenzen:<br />
Die folgende Tabelle macht Angaben über die Messgenauigkeit in Abhängigkeit von der<br />
Messzeitspanne<br />
Messzeit 1Sigma-Messfehler Erkennungsgrenze Nachweisgrenze<br />
14 Seknden 0,04 [µSv/h] 0,08 [µSv/h] 0,12 [µSv/h]<br />
2,5 Minuten 0,015 [µSv/h] 0,03 [µSv/h] 0,05 [µSv/h]<br />
Übersteigt die Beta-Gamma-Äquivalentdosis in der Messanordnung Umgebung 0,5µSv/h<br />
dann ist die Radioaktivität in der Umgebung der Messanordnung durch eine geeignete<br />
Abschirmung zu reduzieren, oder es muss ein geeigneter schneller externer Frequenzzähler<br />
angeschlossen werden. Eine Anschlussmöglichkeit für einen externen Zähler ist vorhanden.<br />
(siehe 4.6 Schnittstellen)
3.1.6.2 Messung der Gamma-Äquivalentdosis Hy<br />
Zur Messung der Gamma-Äquivalentdosis wird das silbergraue Sensorfeld auf der Rückseite des<br />
YB-Mini-Monitors mit einem Gamma-Filter abgedeckt. Der Gamma-Filter absorbiert Beta-<br />
Strahlung und ist für Gamma-Strahlung durchlässig. Die Messzeitspanne ist 5 Minuten zu wählen.<br />
Das Ergebnis wird also 5 Minuten nach RESET des Impulszählers am Impulszähler direkt in der<br />
Einheit [nSv/h] abgelesen. Entscheidend für ein exaktes Messergebnis ist die sorgfältige Kontrolle<br />
der Messzeitspanne. Der Impulszähler zählt weiter. Am einfachsten ist es deshalb, den Zähler in<br />
einem festen Zeitpunkt, und zwar genau im Zeitpunkt der geforderten Messzeitspanne (5<br />
Minuten) abzulesen.<br />
Alternativ können Ergebnisse, die zu anderen Messzeiten als 5 Minuten , abgelesen werden,<br />
proportional auf die geforderte Messzeitspanne umgerechnet werden.<br />
Beispiel für die Umrechnung einer variablen Messzeitspanne:<br />
Genau 11,5 Minuten nach Nullsetzen des Zählers wird am Zähler 690 abgelesen.<br />
Hy[nSv/h] = 2,5[Minuten]/(11,5[Minuten]) *690<br />
Hy[nSv/h] = (2,5/11,53) * 690<br />
Hy[nSv/h] = 150<br />
Das Ergebnis ist: 150 [nSv/h] Gamma-Äquivalentdosis<br />
Übersteigt die Beta-Gamma-Äquivalentdosis in der Messanordnung Umgebung 0,5µSv/h<br />
dann ist die Radioaktivität in der Umgebung der Messanordnung durch eine geeignete<br />
Abschirmung zu reduzieren, oder es muss ein geeigneter schneller externer Frequenzzähler<br />
angeschlossen werden. Eine Anschlussmöglichkeit für einen externen Zähler ist vorhanden.<br />
(siehe 4.6 Schnittstellen)<br />
3.1.6.3 Messung der Gamma - Energiedosis Dy<br />
Zur Messung der Gamma-Energiedosis wird das silbergraue Sensorfeld auf der Rückseite des<br />
YB-Mini-Monitors mit einem Gamma-Filter abgedeckt. Der Gamma-Filter absorbiert Beta-<br />
Strahlung und ist für Gamma-Strahlung durchlässig. Die Messzeitspanne ist 5 Minuten zu wählen.<br />
Das Ergebnis wird also 5 Minuten nach RESET des Impulszählers am Impulszähler direkt in der<br />
Einheit [nGy/h] abgelesen. Entscheidend für ein exaktes Messergebnis ist die sorgfältige<br />
Kontrolle der Messzeitspanne. Der Impulszähler zählt weiter. Am einfachsten ist es deshalb, den<br />
Zähler in einem festen Zeitpunkt, und zwar genau im Zeitpunkt der geforderten Messzeitspanne (5<br />
Minuten) abzulesen.<br />
Alternativ können Ergebnisse, die zu anderen Messzeiten als 5 Minuten , abgelesen werden,<br />
proportional auf die geforderte Messzeitspanne umgerechnet werden.<br />
Beispiel für die Umrechnung einer variablen Messzeitspanne:<br />
Genau 11,5 Minuten nach Nullsetzen des Zählers wird am Zähler 690 abgelesen.<br />
Dy[nGy/h] = 2,5[Minuten]/(11,5[Minuten]) *690<br />
Dy[nGy/h] = (2,5/11,5) * 690<br />
Dy[nGy/h] = 150<br />
Das Ergebnis ist: 150 [nGy/h] Gamma-Energiedosis<br />
Übersteigt die Beta-Gamma-Äquivalentdosis in der Messanordnung Umgebung 0,5µSv/h<br />
dann ist die Radioaktivität in der Umgebung der Messanordnung durch eine geeignete<br />
Abschirmung zu reduzieren, oder es muss ein geeigneter schneller externer Frequenzzähler<br />
angeschlossen werden. Eine Anschlussmöglichkeit für einen externen Zähler ist vorhanden.<br />
(siehe 4.6 Schnittstellen)
3.1.7 Gamma-Filterscheibe (Beta-Schirm) und<br />
Strahlungswichtungsfaktoren<br />
Die Gamma-Filterscheibe erlaubt eine messtechnische Unterscheidung zwischen verschiedenen<br />
physikalischen Strahlungsarten (Alpha- ,Beta-, Gammastrahlung).<br />
Die zum YB-Mini-Monitor mitgelieferte Gamma-Filterscheibe ist nur für Gamma-Strahlung<br />
durchlässig. (absorbiert Beta-Strahlung und absorbiert Alpha-Strahlung)<br />
Bild3.1.7 Gamma-Filter (1mm Kupfer)<br />
Unterschiedliche physikalische Strahlungsarten haben unterschiedliche biologische Wirksamkeit.<br />
Dies wird üblicherweise mittels Strahlungswichtungsfaktoren w R bei der Umrechnung in die<br />
Äquivalentdosis berücksichtigt. In der medizinischen Literatur wird wegen der hohen<br />
biologischen Wirksamkeit von Beta-Strahlung häufig eine deutlich höhere Gewichtung der Beta-<br />
Strahlung gegenüber der Gamma-Strahlung empfohlen. In der Standardmessung (ohne<br />
Filterscheibe), wird Beta-Strahlung vom YB-Mini-Monitor deshalb etwa 20 mal höher gewichtet,<br />
als die Gamma-Strahlung. Dies ist deshalb sinnvoll, weil Beta-Strahlung nur wenige Zentimeter<br />
in das Gewebe eindringt, so das sich die Dosis auf ein sehr kleines Gewebevolumen konzentriert.<br />
Soll unabhängig von dieser Voreinstellung ein anderer medizinischer Strahlungswichtungsfaktor<br />
in das Ergebnis eingerechnet werden muss sowohl der Anteil der Strahlungsart Gamma , als auch<br />
der Anteil der Strahlungsart Beta getrennt gemessen werden. Die Anteile der gemessenen<br />
Strahlungsarten können entsprechend Ihrer biologischen Wirksamkeit dann getrennt bewertet<br />
werden.<br />
Zunächst wird der Messwert Hby entsprechend der Standardmessung bestimmt (Gamma+Beta<br />
Anteile). Nun wird zusätzlich in einer weiteren Messung mit vorgehaltener Gamma-Filterscheibe<br />
der Beta-Anteil geschirmt und auf diese Weise der reine Gamma-Anteil der Strahlung bestimmt<br />
(Hy) . Zur Messung Hy wird die Gamma-Filterscheibe (Beta-Schirm) während der Messung vor<br />
das silbergraue Sensorfeld des YB-Mini-Monitors gehalten. Auf diese Weise wird Beta-<br />
Strahlung und Alpha.-Strahlung geschirmt. Es ergibt sich der Messwert Hy für den von vorn<br />
durch die Filterscheibe in das Sensorfeld des YB-Mini-Monitors einfallenden Gamma-Anteil der<br />
Strahlung.
Ist der Messwert Hby (aus der Standardmessung ohne Filterscheibe) regelmäßig größer als<br />
der Messwert Hy (mit vorgehaltener Filterscheibe), deutet dies auf eine hohe Gefährdung<br />
durch Beta-Strahlung hin.<br />
Rechnerisch wird zu dem Messergebnis Hby, welches sich aus der Standardmessung (ohne<br />
Filterscheibe) ergibt ein gewichteter Wert für die Beta-Strahlung aufaddiert.<br />
Für große Strahlungswichtungsfaktoren w R > 1 kann eine Näherungsformel verwendet werden.<br />
H = Hby + w R *g*(Hby-Hy) ; w R = Strahlungswichtungsfaktor<br />
; g = Multiplikationsfaktor entspr. Tabelle3<br />
Auf diese Weise ergibt sich ein medizinisch gewichteter Messwert H. Es werden wegen der hohen<br />
biologischen Wirksamkeit der Beta-Strahlung , von vielen Autoren große<br />
Strahlungswichtungsfaktoren für Beta-Strahlung genannt. Strahlungswichtungsfaktoren<br />
zwischen 5 bis 20 werden häufig genannt. (vergleiche österreichische Strahlenschutzverordnung).<br />
Verschiedene Autoren empfehlen sogar Strahlungswichtungsfaktoren bis zu 600.<br />
Ist das Nuklid unbekannt, sollte deshalb mit dem größten in der Literatur vorgeschlagenen<br />
Strahlungswichtungsfaktor (600) gerechnet werden. In der Regel liegt man bei unbekanntem<br />
Nuklid schon auf der sicheren Seite, wenn mit einem Faktor (300) gerechnet wird. (größter<br />
Faktor entsprechend Tabelle3).<br />
Strahlungswichtungsfaktor (laut österreichischer Strahlenschutzverordnung vom 22. Mai 2006)<br />
Art der Strahlung Energiebereich Strahlungswichtungsfaktor w R<br />
Photonen, Strahlungsart γ (Gamma) alle Energien 1<br />
Elektronen und Myonen alle Energien 1<br />
< 10 keV 5<br />
10 keV – 100 keV 10<br />
Neutronen, Zerfallsart β (Beta)<br />
> 100 keV – 2 MeV 20<br />
> 2 MeV – 20 MeV 10<br />
> 20 MeV 5<br />
Protonen, außer Rückstoßprotonen > 2 MeV 5<br />
Alphateilchen, Spaltfragmente, schwere Kerne alle Energien 20<br />
Tabelle4 : Strahlungswichtungsfaktoren w R für verschiedene Energiebereiche<br />
Für die Berechnung von Organdosen und der effektiven Dosis für Neutronenstrahlung kann laut<br />
einschlägiger Fachliteratur die Funktion<br />
benutzt werden, wobei E N der Zahlenwert der Neutronenenergie in MeV ist. Anhand dieser<br />
Theorie berechnete Strahlenwichtungsfaktoren gelten näherungsweise post Absorption.
Äquivalentdosis und radioaktive Oberflächenstrahlung :<br />
Sind Teilchenflussdichten Pbeta und Pgamma von einer Oberfläche bekannt, dann lässt sich<br />
die Äquivalentdosis mit welcher bei direkter Berührung mit dieser Oberfläche zu rechnen ist,<br />
etwa nach der folgenden Faustformel berechnen:<br />
H = (w beta *Pbeta + w gamma *Pgamma)/20 ;<br />
mit:<br />
Pbeta= Betaflussdichte [1/scm²]<br />
Pgamma=Gammaflussdichte [1/scm²]<br />
w gamma = 1 ; Strahlungswichtungsfaktor für Gamma-Strahlung<br />
w beta = 20 ; Strahlungswichtungsfaktor für Beta-Strahlung<br />
(Alpha-Strahlung bleibt hierbei unberücksichtigt)<br />
Beispiel1:<br />
In kürzestem Abstand über einer Oberfläche werden die folgenden Teilchenflussdichten gemessen:<br />
Pbeta=0,15/scm² (Betaflussdichte)<br />
Pgamma=0,2/scm² (Gammaflussdichte)<br />
H=(20*0,15+1*0,2)/20 = 0,15+0,2/20 = 0,15+ 0,01<br />
H= 0,16µSv/h (Äquivalentdosis bei direkter Berührung mit der Oberfläche)<br />
Beispiel2 :<br />
Ein Mensch hält sich an einem Ort mit 0,1µSv/h Gamma-Ortsdosisleistung auf.<br />
Wie viele Gamma-Quanten treffen pro Sekunde auf jeden Quadratzentimeter<br />
seiner Körperoberfläche ?<br />
Lösung:<br />
H = w gamma *Pgamma/20<br />
0,1= w gamma *Pgamma/20 ; w gamma=1<br />
Formel umstellen nach Pgamma liefert:<br />
<br />
Pgamma = 2 [1/scm²]<br />
(Eine Gamma-Ortsdosisleistung von 0,1µSv/h entspricht demnach etwa<br />
2 Gammaquanten pro Sekunde pro Quadratzentimeter.)<br />
Formeln sind in der Regel von wissenschaftlichem Interesse. Für eine Überprüfung der<br />
Wohnumgebung empfiehlt sich die zu Beginn der Anleitung beschriebenen einfachen<br />
Vorgehensweisen.<br />
Die wichtigste Regel zur einfachen Vorgehensweise :<br />
An keinem Ort einer gesunden Wohnumgebung sollte der Wert 0,13µSv/h für die<br />
Äquivalentdosis dauerhaft überschritten werden.<br />
Die Einhaltung dieser Forderung wird vom YB-Mini-Monitor durch grünes Licht (grüne<br />
Leuchtdioden auf dem Anzeigefeld) signalisiert. Dauerhaftes Aufleuchten einer einzigen<br />
andersfarbigen LED (gelb-rot) signalisiert überhöhte ionisierende Strahlung.<br />
Im letzteren Falle empfehlen sich geeignete Strahlenschutzmassnahmen.
4. Sonstiges :<br />
4.0 Benutzen des Netzadapters<br />
Der YB-Mini-Monitor benötigt eine 9V Blockbatterie oder einen passenden netzentstörten<br />
Adapter. Verwenden Sie nur den original Netzadapter für den YB-Mini-Monitor. Im<br />
Betrieb mit Netzadapter kann das Gerät sehr empfindlich auch auf Störungen aus<br />
dem 230V Netz reagieren. Der Netzadapter wird in die dafür vorgesehene Buchse<br />
eingesteckt. Berührungen der Sensorfläche ist bei Netzbetrieb auf jeden Fall sorgfältig<br />
zu vermeiden. Bei Betrieb mit Netzadapter muss unbedingt zwischen Sensor und zu<br />
messende Oberfläche (z.B. Hauswand ) ein Abstand (Luftspalt) von wenigen<br />
Millimetern eingehalten werden. Direkte Berührung des Sensors mit einer Hauswand<br />
kann im Netzbetrieb zu fehlerhaften Messergebnissen führen. Grundsätzlich sollte<br />
für ein genaues Messergebnis die berührungsempfindliche Sensoroberfläche weder im<br />
Batteriebetrieb noch im Netzbetrieb mit einem Gegenstand (Messobjekt) in direkten<br />
Kontakt kommen.<br />
4.1 Wechsel der Batterie<br />
Der YB-Mini-Monitor benötigt eine 9V Blockbatterie. Zum Wechsel der Batterie schalten Sie den<br />
YB-Mini-Monitor vor dem Batteriewechsel aus. Legen Sie den YB-Mini-Monitor nun mit der<br />
silbergrauen Sensorseite nach unten gerichtet, flach auf einen Tisch. Öffnen Sie nun das<br />
Batteriefach. Entnehmen Sie die alte Batterie und setzen Sie eine neue Batterie ein. Beim<br />
Einsetzen der Batterie auf korrekte Polung achten. Schließen Sie nun wieder das Batteriefach.<br />
4.2 Schnittstellen für Zusatzgeräte<br />
Der YB-Mini-Monitor YBMM01 besitzt oben rechts an der Stirnseite und an der Seitenfläche<br />
jeweils eine kleine LED . Diese leuchten zu jedem Zählimpuls kurz auf. Diese beiden LEDs<br />
dienen einer zusätzlichen visuellen Kontrolle der Zählung und bieten weiterhin eine<br />
Anschlussmöglichkeit für einen dafür geeigneten externen Langzeitzähler mit optischem<br />
Zähleingang. Bei Folgemodellen YBMM02 und YBMM04 wurde die optische Schnittstelle<br />
durch elektrische Kopplung ersetzt. Eine weitere Impulsübertragungsmöglichkeit für<br />
Hochdosismessungen ist über eine Chinc-Buchse möglich.Auch eine Buchse zum Anschluss eines<br />
Netzadapters ist in den Geräten YBMM02, YBMM04 vorhanden.<br />
4.3 Allgemeiner Umgang mit dem Gerät<br />
Gehen Sie mit dem YB-Mini-Monitor achtsam um. Um Beschädigungen des Sensors zu<br />
vermeiden, sollten Berührungen der silbergrauen Sensorfläche vermieden werden.<br />
Die silbergraue Sensorfläche des YB-Mini-Monitors ist mit einer dünnen durchsichtigen<br />
Schutzfolie überklebt. Der YB-Mini-Monitor darf nur mit intakter Schutzfolie betrieben werden.<br />
Sollte die durchsichtige Schutzfolie, welche die gesamte silbergraue Sensorfläche abdeckt,<br />
beschädigt werden, dann schalten Sie den YB-Mini-Monitor aus. Lassen Sie das Batteriefach
geschlossen. Um nachhaltige Beschädigung zu vermeiden vergewissern Sie sich, dass der YB-<br />
Mini-Monitor ausgeschaltet ist. Erneuern Sie nun die Sensor-Schutzfolie.<br />
4.4 Erneuern der Sensor-Schutzfolie<br />
Schalten Sie den YB-Mini-Monitor aus.<br />
Legen Sie den ausgeschalteten YB-Mini-Monitor mit der silbergrauen Sensorfläche nach oben<br />
gerichtet flach auf einen Tisch. Ziehen sie die auf der gesamten Sensorfläche aufgeklebte<br />
durchsichtige Schutzfolie nun vorsichtig und möglichst in einem Stück von der Sensorfläche<br />
herunter. Achten Sie darauf, das die empfindliche Zählröhre(n), die unter der durchsichtigen<br />
Schutzfolie zu erkennen ist, nicht zu berühren. Überkleben Sie nun die gesamte Sensorfläche<br />
erneut mit einer dünnen und unbeschädigten selbstklebenden Plastikfolie. (Schreibwarengeschäft)<br />
4.5 Technische Daten des YB-MiniMonitors YBMM04<br />
Betriebsspannung : 9V (9V Blockbatterie)<br />
Strombedarf: typisch 20 mA bei Messwert 0,1μSv/h ; maximal 40mA (bei 0,5μSv/h)<br />
Gamma-Empfindlichkeit : 400 Impulse / Minute bei 1μSv/h<br />
Nullrate : ( bei 0,1μSv/h Gamma-ODL Hintergrundstrahlung) ca. 40 Impulse / Minute<br />
Selektive Empfindlichkeit Standardmessung mit offenem Beta Fenster : Beta 20 ; Gamma 1<br />
Aktive Oberfläche Sensor : Gesamt ca. 100 cm² ; Beta-Fenster ca. 32 cm²<br />
Messverfahren: Geiger-Müller<br />
Anzeigebereich : 0,05μSv/h bis 0,5μSv/h (Äquivalentdosis normaler bis weit übrhöhter<br />
Umweltbereich)<br />
Strahlenwirkungsfaktoren der zur Anzeige gebrachten Äquivalentdosis : etwa 1 für<br />
Gammastrahlung, etwa 20 für Betastrahlung<br />
Anzeige: optisch<br />
- mehrfarbiges 10 LED-balkenfömig angeordnetes Anzeigefeld<br />
- Einzelimpulsanzeige durch LED<br />
- eingebauter digitaler Impulszähler<br />
Schnittstelle : 2x Cinch- Buchse für Anschluss externer Impulszähler / digitale<br />
Anzeigeeinheit.<br />
1x Anschlussmöglichkeit externer Netzadapter.<br />
1x Clip für 9V Blockbatterie<br />
Sensor: 4 Geiger-Müller Zählrohre (im Gerät integriert)<br />
äussere Abmessungen des Gerätes (mit Sensor): 140x 90x 45 (LBH in mm)
4.6 Schnittstellen<br />
Der YB-Mini-Monitor YBMM04 verfügt über zwei Schnittstellen zum Anschluss externer<br />
Geräte. Über Chich Buchsen sind Digitalzähler und/oder Frequenzzähler anschließbar. Es<br />
werden die folgenden beiden Signale übertragen.<br />
µSv/h<br />
- Chinch-Buchse für Hochdosis-Signalübertragung bis 30µSv/h<br />
1. MASSE<br />
2. IMPULS (CMOS kompatibel)<br />
Eine weitere Chich Buchse überträgt die unkalibrierte Impulsrate IPS Es werden die<br />
folgenden drei Signale übertragen.<br />
IPS<br />
-Chinch-Buchse für Hochdosis/Niedrigdosis Signalübertragung bis ca. 200 IPS<br />
1. MASSE<br />
2. IMPULS (CMOS kompatibel)<br />
Weitere Besonderheiten:<br />
Im YB-Mini-Monitor sind zwei Geiger-Müller Röhren optimal unter einer dünnen<br />
Sensorfläche auf der Unterseite des Gerätes angeordnet. Die Sensorfläche bietet<br />
optimalen mechanischen Schutz der sensiblen Röhren und sorgt gleichzeitig dafür<br />
das die guten messtechnischen Eigenschaften der Röhren optimal genutzt werden.<br />
Das Gerät bietet in Verbindung mit dem digitalen Impulszähler die Möglichkeit<br />
Lebensmittel durch eine Langzeitimpulsmessung auf Aktivitäten verschiedener<br />
Radionuklide zu überprüfen. Eine Sofortablesung mehrerer sensibler Warnstufen ist<br />
möglich. Ein farbiges Anzeigefeld zeigt kontinuierlich die akute Strahlensituation an<br />
und warnt vor mögl. Langzeitrisiken durch radioaktive Expositionen in der nahen<br />
Umgebung. Das Gerät ist mit Impulsübertragungsmöglichkeiten (HF,NF, Hochdosis-<br />
Messbereich und Niederdosismessbereich) für Anschluss eines externen Gerätes<br />
(z.B. Frequenzzähler) ausgestattet.<br />
Der YB-Mini-Monitor ist zu dem Zweck konstruiert, Katastrophen vermeiden zu helfen. Der<br />
YB-Mini-Monitor kann aber auch in Katastrophengebieten eingesetzt werden.
5.0 Definitionen, Einheiten, Umrechnungen<br />
Einheit Erklärung<br />
1 Becquerel (Bq) AKTIVITÄT A<br />
Alte Einheit,<br />
Umrechnung<br />
1 Curie (Ci)<br />
= 1 Zerfall pro<br />
Sekunde<br />
1 Gray (Gy)<br />
= 1 Joule/kg<br />
1 Sievert (Sv)<br />
Anzahl radioaktiver Zerfälle pro<br />
Zeiteinheit<br />
ENERGIEDOSIS D<br />
(oder absorbierte Dosis)<br />
Die von der ionisierenden Strahlung an<br />
die absorbierende Materie (z.B. Gewebe)<br />
pro kg der absorbierenden Masse<br />
abgegebene Energie<br />
ÄQUIVALENTDOSIS H<br />
1 Ci = 3.7x10 10 Bq<br />
1 Nano-Curie = 37 Bq<br />
1Bq =27 Pico-Curie<br />
1 rad = 0.01 Gy<br />
1 Gy = 100 rad<br />
1 rem<br />
= 1000 mSv<br />
= 1 Joule/kg<br />
Die Äquivalentdosis in einem bestrahlten<br />
Gewebe oder Organ ergibt sich aus der<br />
Energiedosis durch Multiplikation mit<br />
einem Wichtungsfaktor (w R )[1] für die<br />
betreffende Strahlenart. Dieser<br />
berücksichtigt die unterschiedlichen<br />
biologischen Wirkungen der<br />
verschiedenen Strahlenarten. H=w R Die<br />
Äquivalentdosis H nach Sievert<br />
berücksichtigt die drei Strahlenarten<br />
Alpha, Beta und Gamma. Wird ein Teil<br />
der Strahlung berücksichtigt, dann ist das<br />
durch tiefgestellte Buchstaben<br />
gekennzeichnet: Hby : Beta und Gamma-<br />
Strahlung wird berücksichtigt Hy :<br />
Gamma-Strahlung wird berücksichtigt<br />
1 rem = 0.01 Sv<br />
1 Sv = 100 rem
6.0 Einschätzung der Gefahren und Risiken ionisierender<br />
Strahlung<br />
6.1 Risiko ontogenetisch und phylogenetisch. Zu unterscheiden sind ontogenetische<br />
Risiken von den phylogenetischen Risiken. Das gesundheitliche Risiko des Individuums<br />
lässt sich z.B. durch kurze Aufenthaltsdauer in einem von ionisierender Strahlung<br />
betroffenen Gebiet verringern.<br />
6.2 Akutes individuelles Risiko <strong>mini</strong>mieren durch kurze Aufenthaltsdauer Mit<br />
einem hochwertigen Strahlenmessgerät wie z.B. dem YB-Mini-Monitor ist es möglich,<br />
sowohl sensibel<br />
a) eine Beta-Gamma-Äquivalentdosis mit geöffnetem Beta-Fenster zu messen, als auch<br />
b) eine Gamma-Äquivalentdosis mit geschlossenem Beta-Fenster zu messen.<br />
In der Regel lassen sich nun zwei Fälle unterschieden :<br />
1.Fall: Die Beta-Gamma-Äquivalentdosis ist gleich der Gamma-Äquivalentdosis<br />
In diesem Fall wäre das Gebiet von Gamma-Strahlung betroffen. Belastung durch Beta- und<br />
Alpha-strahlendes Material , -Staub und -Gas sei vernachlässigbar. Das persönliche Risiko<br />
und eine Aufenthaltsdauer bis zum erreichen einer mittleren letalen Dosis für das Individuum<br />
kann näherungsweise anhand der gemessenen Gamma-Äquivalentdosis kalkuliert werden.<br />
Äquivalentdosis<br />
[µSv/h]<br />
Aufenthaltsdauer ca. bis LD50<br />
0,1 200 Jahre<br />
0,2 100 Jahre<br />
0,357 56 Jahre<br />
0,4 50 Jahre<br />
0,45 44 Jahre<br />
0,5 40 Jahre<br />
1 20 Jahre<br />
2 10 Jahre<br />
4 5 Jahre<br />
10 2 Jahre<br />
100 2 Monate<br />
1000 1 Woche<br />
Tabelle2 : Äquivalentdosis und Aufenthaltsdauer bis erreichen einer mittleren<br />
letalen Dosis
2. Fall : Die Beta-Gamma-Äquivalentdosis ist grösser als die Gamma-Äquivalentdosis<br />
Wird in einem von ionisierender radioaktiver Stahlung betroffenen Gebiet eine Beta-Gamma-<br />
Äquivalentdosis gemessen, die höher ist, als die Gamma-Äquivalentdosis, dann ist neben<br />
Gamma-Strahlung auch mit (Alpha- und) Betastrahlung und radioaktivem Staub sowie<br />
radioaktivem Gas zu rechnen . In diesem Fall ist während der gesamten Aufenthaltsdauer<br />
unbedingt ein dickwandiger staubdichter Schutzanzug - bzw. gasdichte ABC-Schutzkleidung<br />
zu tragen. Alternativ sind alle konta<strong>mini</strong>erten Örtlichkeiten umgehend mit<br />
gasdichten absorbierenden Schutzabdeckungen zu überdecken oder auf andereWeise zu<br />
dekonta<strong>mini</strong>eren. Ist weder eine passende Schutzbekleidung vorhanden, noch eine<br />
umgehende Abdeckung bzw. Dekonta<strong>mini</strong>erung möglich, dann sind gesundheitliche Risiken<br />
mit einfachen Mitteln nicht mehr kalkulierbar und das betroffene Gebiet sollte für den<br />
individuellen Schutz umgehend verlassen werden.<br />
6.3 Phylogenetische Risiken ionisierender Strahlung.<br />
Phylogenetische Risiken ionisierender Strahlungen beziehen sich auf eine Gattung und sind<br />
soweit es die menschliche betrifft weitgehend unerforscht. Jedoch zeichnet sich ab, das<br />
phylogenetische Risiken weit sensibler eingeschätzt werden müssen, als ontogenetische<br />
Risiken. Es ist damit zu rechnen, das selbst geringfügige Schäden durch ionisierende<br />
Strahlung, welche sich beim Individuum kaum oder nicht bemerkbar machen, sich jedoch<br />
über körperliche Vererbung von Generation zu Generation übertragen und verstärken können.<br />
Schäden die durch geringe aber dauerhaft einwirkende ionisierende Strahlung entstehen,<br />
haben nämlich die Besonderheit, das geschädigte aber überlebende Körperzellen wegen<br />
Fortpflanzung und Vererbung der Schäden weitaus problematischer werden können, als<br />
Zellen, welche durch kurzzeitig einwirkende sehr hohe radioaktive Dosen absterben.
7.0 Stromlaufplan