Vorhaben 3609S10005 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz

Singuläre
Radonfreisetzungen
Mit den gemessenen Werten wurden Untersuchungen zur Modellierung durchgeführt. Dazu wur-
den zunächst die bestimmenden physikalischen Prozesse identifiziert. Die beiden grundlegenden
Prozesse
− Halde als Radonquelle mit konvektiver Radonfreisetzung und
− Transport des freigesetzten Radons innerhalb von Kaltluftabflüssen talwärts zu den Im-
missionspunkten im Abstrom
wurden in 2 Teilmodellen abgebildet und über die meteorologischen Randbedingungen (Wetter-
statistik) miteinander gekoppelt. Die freie Konvektion in der Halde wird dabei durch Temperatur-
unterschiede innen - außen getrieben, die Kaltluftabflüsse im Haldenabstrom durch Kaltluftbil-
dung infolge Abstrahlung bei abnehmenden Temperaturen.
Die Modelle wurden mit der Modellsoftware GoldSim erstellt. Um die Wirkungsweise der darge-
stellten Prozesse und Ansätze zu demonstrieren wurden Beispielrechnungen unter vereinfach-
ten, d. h. generischen klimatischen Randbedingungen durchgeführt. Dabei zeigte sich an der
Exhalationsrate, dass eine erhöhte Exhalation zu solchen Zeitpunkten zu erwarten ist, wenn vor-
her keine Durchströmung stattgefunden hat und sich im Haldeninneren eine hohe Aktivitätskon-
zentration aufbauen konnte. Dies bedeutet, dass unter der Annahme guter Durchströmungsbe-
dingungen die aktuell austretende Radonaktivitätskonzentration in hohem Maße von der Vorge-
schichte der Durchströmung der letzten Tage abhängig ist.
Anhand der durchgeführten Modellierungen wurde deutlich, dass trotz der zeitlich variablen mitt-
leren Haldendurchströmungsgeschwindigkeiten und der resultierenden Abhängigkeiten der Kon-
zentration die rechnerische Exhalationsrate nahezu konstant ist.
Im Ergebnis der generischen Berechnungen kann die Hypothese bestätigt werden, dass die kon-
vektiv dominierte Exhalationsrate zumindest für stationäre klimatische Bedingungen (konstante
Temperatur) in weiten Bereichen oberhalb eines Schwellenwertes unabhängig von der Korngrö-
ße bzw. der Permeabilität ist. Für den Zusammenhang zwischen Korndurchmesser und Permea-
bilität liegt der Schwellenwert bei ca. 5 mm. Der zugehörige Schwellenwert für die Permeabilität
beträgt somit ca. 3 · 10 -8 m².
Mit dem Modell wurden die beiden durchgeführten Messkampagnen nachmodelliert. Dabei sollte
geprüft werden, ob das am realen Objekt beobachtete Verhalten mit dem Modellansatz erfasst
werden kann. Weiterhin sollten solche Parameter, die einer repräsentativen Messung nicht zu-
gänglich sind, durch Vergleich der Modellergebnisse mit den Messewerten iterativ angepasst
werden. In einem ersten Schritt wurden alle diejenigen Modellparameter belegt, die einer Mes-
sung direkt zugänglich waren bzw. die direkt bestimmt worden sind. Danach wurden diejenigen
Parameter belegt, die durch Plausibilitätsüberlegungen zugänglich sind bzw. die aufgrund der
geringen Sensitivität abgeschätzt werden können.
Datum: Seite:
20.09.2011 18/169