Programmreport 2012 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz

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4. Entwicklung von Methoden zur Optimierung der Anwendbarkeit eines Aero-Gammaspektrometers im Hinblick auf vorhandene Luftkontaminationen, Berechnung der charakteristischen Grenzen (DIN ISO 11929) und die Suche von Quellen. 3. METHODIK Es wird zuerst das Programm entwickelt und mit diesem werden dann die Geometriefaktoren berechnet. Die Kalibrierung erfolgt an einem Hubschrauber des Typs EC 135 im Hangar der Bundespolizei in Oberschleißheim. Mit den Ergebnissen aus diesen Schritten wird mit Hilfe des erstellten Programms die Optimierbarkeit des Aero- Gammaspektrometers untersucht werden. 4. DURCHFÜHRUNG 4.1 ERSTELLUNG DES PROGRAMMS UND BERECHNUNG DER GEOMETRIEFAKTOREN Es wurde ein hinreichend allgemeines Geometriemodell für die Verteilung von Aktivität und absorbierender Materie gewählt. Dieses dient als Eingangsdatensatz einer hierfür ebenfalls allgemein gehaltenen Rechenmethode. Vorteile sind, dass weitere Verteilungsmodelle ohne Programmierkenntnisse berechnet werden können und das Rechenverfahren nur einmal validiert werden muss. Als Grundelemente wurden Schichten gewählt, welche in beliebiger Anzahl mit festem Absorptionskoeffizient aufeinander gestapelt werden können. Die Schichtoberflächen können entweder durch mathematische Funktionen beschrieben oder durch Dateien mit orografischen Daten interpoliert werden. Weiterhin kann für jede Schicht optional eine ortsabhängige Kontamination angegeben werden. Für den Fall, dass die Kontamination nicht nur an der Schichtoberfläche lokalisiert ist sondern in die Tiefe eingedrungen ist, kann der Schicht eine weitere Funktion zugeordnet werden, welche das Eindringverhalten in Abhängigkeit der Tiefe relativ zur Schichtoberfläche beschreibt. Zur vollständigen Beschreibung des Verteilungsmodells ist die Position bzw. Flugbahn des Detektors und dessen Ausbeutekorrekturfunktion anzugeben. Für die Ausbeutekorrekturfunktion gleich 1 ergibt sich der Geometriefaktor für die jeweilige Energie und Verteilung. Die Routine zur Berechnung von Geometriefaktor bzw. dem Produkt aus Geometrie- und Winkelkorrekturfaktor wurde in der plattformunabhängigen und kostenlos verfügbaren Programmiersprache PYTHON implementiert. Obwohl es sich hierbei um eine Interpretersprache handelt, welche prinzipiell erst einmal zu langsameren Programmen führt, wurde diese gewählt, da hierfür umfangreiche numerische und wissenschaftliche Programmroutinen vorhanden sind. Diese Erweiterungen erlauben außerdem direkte mathematische Operationen auf Datenfeldern, welche dann praktisch mit der Geschwindigkeit von kompilierten Programmen ablaufen. In das Programm wurden die vorgegebenen Szenarien für die Bodenkontaminationen, Gelände und Vegetation eingegeben und die jeweiligen Geometriefaktoren berechnet. TB 06 4.2 KALIBRIERUNG DES MESSSYSTEMS Es wurde die Detektorausbeute für alle fünf verwendeten Detektoren mit den Nukliden Cs-137 und Co-60 für insgesamt 66 Messpunkte, die sich sowohl im unteren als auch im oberen Halbraum im Abstand von 3 m zum Mittelpunkt der Symmetrieachsen der vier NaI(Tl)-Detektoren befanden, ermittelt. Dabei war der sich unter den Detektoren befindende Tank des Hubschraubers zu einem Drittel gefüllt. Die Messpunkte im unteren Halbraum lagen 20 Grad, im oberen Halbraum 30 Grad auseinander. Zusätzlich wurde die Detektorausbeute für ausgewählte Messpunkte im unteren Halbraum auch für den leeren und den zu zwei Drittel gefüllten Tank ermittelt. Eine größere Tankfüllung ist auf Grund der Masse der Messeinrichtung nicht möglich. Aus den Kalibrierdaten lässt sich die Ausbeutekorrekturfunktion durch die erstellte Software sowohl entlang des Raumwinkels als auch über den Füllstand des Tanks interpolieren. 5. ERGEBNISSE Es wurde das Programm zur Ermittlung der Geometriefaktoren erstellt und diese für einzelne Beispiele von Bodenkontaminationen, Geländeformen und Vegetation berechnet. Die Ergebnisse stimmen bei den für Vergleiche geeigneten Verteilungen mit denen mit Hilfe anderer Methoden (DIN 25462, Tabellenwerte, andere Programme) ermittelten Ergebnissen überein. Mit den ersten Kalibriermessungen wurde die Anwendbarkeit der Methode gezeigt. 182 Statusberichte TB 06: Notfallschutz
6. GEPLANTE WEITERARBEIT Die nächsten anstehenden Aufgaben beinhalten die Erstellung einer grafischen Benutzeroberfläche für das Programm, weitere Kalibriermessungen am Hubschrauber zur Verbesserung der Ergebnisse, die Berechnung der Kalibrierfaktoren für das Gesamtsystem und die Bearbeitung des Einzelziels 4 mit Hilfe der Resultate der Geometrie- und Kalibrierfaktoren. TB 06 Statusberichte TB 06: Notfallschutz 183
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ERGEBNISSE DER VOM BfS BEGLEITETEN
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