4. Strahlenquellen - Institut für Kernchemie
4. Strahlenquellen - Institut für Kernchemie
4. Strahlenquellen - Institut für Kernchemie
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nuclearelectronic für forschung,<br />
medizin- und umwelttechnik<br />
kölner str. 99<br />
42651 solingen<br />
Kernstrahlungsmessgeräte te zur<br />
nuklearen Gefahrenabwehr –<br />
ein breites Anwendungsspektrum<br />
Mainz SAAGAS 21<br />
Lutz Weinsziehr<br />
Dipl. Physiker<br />
target
Übersicht<br />
I. Gefahrenpotential<br />
II. MöglicheM<br />
Szenarien des<br />
nuklearen Terrors<br />
III. Gegenmaßnahmen<br />
nahmen<br />
IV. Anwendungsbeispiel<br />
L. Weinsziehr target
I. Gefahrenpotential<br />
1. Atomwaffen<br />
2. Staats-Terrorismus<br />
3. Reaktoren<br />
<strong>4.</strong> <strong>Strahlenquellen</strong><br />
L. Weinsziehr target
1. Atomwaffen<br />
Einsatzstatus haben zur Zeit in folgenden Ländern L<br />
( ca.)<br />
USA<br />
Russland<br />
10.000<br />
10.000<br />
Deaktivierte Waffen können<br />
nach Austausch von<br />
Verschleißkomponenten<br />
kurzfristig auf Einsatzstatus<br />
gebracht werden<br />
China<br />
Frankreich<br />
Israel<br />
Großbritannien<br />
Indien<br />
Pakistan<br />
Nordkorea<br />
Südafrika<br />
500<br />
500<br />
bis 500<br />
300<br />
50<br />
50<br />
? 2<br />
0<br />
L. Weinsziehr target
2. Staatsterrorismus<br />
In einem sogenannten „Schurkenstaat“ ist der komplette<br />
nukleare Brennstoffzyklus vorhanden<br />
( zivil und/oder militärisch ).<br />
Terroristen oder Geheimdienstmitarbeiter werden<br />
mit Sabotagematerial inklusive möglicherweisem<br />
Atomwaffen<br />
Versorgt, ohne daß offiziell ein Krieg erklärt rt wurde.<br />
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3. Reaktoren<br />
Die schmutzigste aller schmutzigen Bomben stellt<br />
ein havarierter Reaktor da.<br />
Aktivitätspotential tspotential > 10 Ci ( 3,7 E11 Bq )<br />
entsprechend mehr als 1000 Tonnen Radium.<br />
Besonders gefährlich: RBMK Reaktoren<br />
( „Tschernobyl Typ“, Reaktor<br />
Bolschoj<br />
Moschnostij<br />
Kanalnij,<br />
Graphitmoderierter wassergekühlter Kernreaktortyp )<br />
Noch ca. 10 in Betrieb z.b. in Ignalina ( Litauen )<br />
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3. Reaktoren<br />
Reaktoren in westlichen LändernL<br />
- Schadensmechanismen<br />
- Kriegerischer Einwirkungen<br />
- Bunkerknackerbombe ( bis 30m Beton )<br />
- Bodendetonation einer größ<br />
ößeren Kernwaffe<br />
Selbstmord Angriff mit Flugzeug<br />
(geringe Schadenswahrscheinlichkeit )<br />
L. Weinsziehr target
<strong>4.</strong> <strong>Strahlenquellen</strong><br />
[g]<br />
215 – 2150<br />
1,14 – 22,8<br />
254<br />
0,94 – 50,8<br />
0,025 – 0,21<br />
2,3 – 9309<br />
50,1 – 206937<br />
0,023 – 22,8<br />
0,58 - 508<br />
L. Weinsziehr target
<strong>4.</strong> <strong>Strahlenquellen</strong><br />
L. Weinsziehr target
<strong>4.</strong> <strong>Strahlenquellen</strong><br />
L. Weinsziehr target
<strong>4.</strong> <strong>Strahlenquellen</strong><br />
L. Weinsziehr target
<strong>4.</strong> <strong>Strahlenquellen</strong><br />
Was sind vagabundierende radioaktive<br />
Quellen ?<br />
• Vagabundieren: umherziehen, ungebunden, ohne festen<br />
Aufenthaltsort, nicht kontrollierbar,<br />
nicht dokumentiert<br />
• Daraus folgt: keiner weiß, , welche radioaktive Quelle welcher<br />
Aktivität, t, welchen Isotops, welcher Form sich wann<br />
und wo aufhält!<br />
EIN SACHVERHALT DER GROSSE SORGEN MACHT !<br />
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<strong>4.</strong> <strong>Strahlenquellen</strong><br />
Woher kommen diese Quellen ?<br />
• aus der Medizin<br />
• aus der Industrie<br />
• aus privatem Besitz<br />
• aus dem Inland durch verloren gegangene radioaktive Quellen<br />
• aus dem Ausland, hier vermehrt aus dem Osten<br />
• aus illegalem Handel z. B. mit HEU (hoch angereichertem Uran)<br />
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<strong>4.</strong> <strong>Strahlenquellen</strong><br />
Wo findet man diese Quellen ?<br />
• im Metallschrott<br />
• in der stahlverarbeitenden Industrie<br />
• in MüllverbrennungsanlagenM<br />
und auf Deponien<br />
• auf Flughäfen<br />
• auf Lastkraftwagen und anderen Transportmitteln<br />
• im Abrissbetrieb<br />
• im Wald<br />
• in Wohngebäudestrukturen<br />
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Beispiele fürf<br />
r Funde radioaktiver<br />
Quellen<br />
• Behälter mit abgereichertem Uran, 624 MBq, 21,8 µSv/h<br />
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Wichtige und typische Werte<br />
fürr effektive Dosis<br />
Tödliche Dosis<br />
Schwellendosis für akute Strahlenschäden<br />
Jahresgrenzwert für<br />
beruflich strahlenexponierte Personen<br />
Computertomographie Brustkorb<br />
Mittlere jährliche Belastung für den Bundesbürger<br />
Jahresgrenzwert für<br />
nicht beruflich strahlenexponierte Personen<br />
Röntgenaufnahme Schädel<br />
Schwellenwert für stochastische Strahlenschäden<br />
7.000 mSv<br />
250 mSv<br />
20 mSv<br />
20 mSv<br />
4 mSv<br />
1 mSv<br />
0,1 mSv<br />
0 mSv<br />
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Beispiele fürf<br />
r Funde radioaktiver<br />
Quellen<br />
• Cs-137 Quelle, 1,086 GBq ( ~ 0.03 Ci ), 70 mSv/h<br />
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Beispiele fürf<br />
r Funde radioaktiver<br />
Quellen<br />
• Flugzeuginstrument, Ra-226, 360 kBq, 21 µSv/h<br />
L. Weinsziehr target
Beispiele fürf<br />
r Funde radioaktiver<br />
Quellen<br />
• Neutronenquelle Am-241/Be, 24 MBq, 300 µSv/h Gamma<br />
L. Weinsziehr target
Verluste radioaktiver Quellen<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
ca. 10 gemeldete Fälle/JahrF<br />
nur in med.<br />
Einrichtungen in BRD<br />
seit 1996 ca. 1500 rad. Probenverluste gemeldet<br />
durch US Firmen<br />
laut Schätzung US Umweltbehörde weitere 30.000<br />
Proben achtlos weggeworfen<br />
IAEA offiziell bestätigt: tigt: 630 FälleF<br />
illegalen Handels mit<br />
rad. Material seit 1993<br />
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II. Mögliche Szenarien des<br />
nuklearen Terrors<br />
1. Historische Beispiele (Schadensabschätzung)<br />
2. Staats-Terrorismus<br />
3. RDD ( Radiological Dispersal Device )<br />
„Schmutzige Bombe“<br />
<strong>4.</strong> Sabotage<br />
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1. Historische Beispiele<br />
Bisher kein nuklearer Terrorismus im großen Stil<br />
Wirkung extrapolierbar:<br />
- Hiroschima und Nagasaki 1945<br />
- Tschernobyl 1986<br />
- Goiania 1987 (CsCl(<br />
CsCl, , med. Apparatur)<br />
- Acerinox 1998 (Cs-137 in Schmelze)<br />
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2. Staats-Terrorismus<br />
Reaktoren, Wiederaufarbeitungsanlagen sowie komplette<br />
atomare Infrastruktur sind vorhanden.<br />
Terrorismus z.B. durch in Verkehr bringen radioaktiver<br />
Gebrauchsgegenstände.<br />
nde.<br />
- Aktivierung von MünzenM<br />
im Reaktor<br />
- Herstellung radioaktiver<br />
- Elektrokabel<br />
- Malerfarbe<br />
- Eisenkleinteile ( Schrauben,Werkzeuge )<br />
- Büromaterial ( Heftklammern )<br />
- Der (kriminellen) Fantasie sind keine Grenzen gesetzt<br />
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3. RDD ( Radiological<br />
Radiological Dispersal Device )<br />
Schmutzige Bombe<br />
Verteilung von radioaktiven Material mittels konventionellem<br />
Sprengstoff ( kaum akute Strahlenfälle lle oder Erkrankungen<br />
hauptsächlich psychologische und wirtschaftliche Wirkung )<br />
z.B. :<br />
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3. RDD ( Radiological<br />
Radiological Dispersal Device )<br />
Schmutzige Bombe<br />
Nach Autor M.Levi, , H.Kelly, R. Nelson, J.Yasif ( FAS )<br />
1. 2 Ci 137-CsCl = 37 mg + 4,5 Kg TNT in Washington DC<br />
2. 10000 Ci 60-Co = 8,1 g an der SüdspitzeS<br />
von Manhattan<br />
3. Flächenkontamination (1 qKm) ) mit 60-Co 100-2500<br />
Ci<br />
= 80 mg – 2,1g<br />
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3. RDD ( Radiological<br />
Radiological Dispersal Device )<br />
Schmutzige Bombe<br />
Aktuelle Beispiele<br />
<strong>4.</strong> Goiania, , 1987 Brasilien 1375 Ci 137-CsCl = 26g<br />
med. Gerät t in abbruchreifem Krankenhaus<br />
4 Tote, 28 Personen mit Beta-burns<br />
und 200 Pers.<br />
kontaminiert. 3.500 m³ m Abfall<br />
5. Acerinox, , 1998 Spanien, Metallschrottverarbeitung<br />
Zufuhr Cs-137 Quelle in Schmelzofen Edelstahlwerk,<br />
6 Personen leicht und 270 Tonnen Staub kontaminiert,<br />
Aktivitätsabgabe tsabgabe in Atmosphäre (Südfrankreich, Norditalien)<br />
Wirtschaftlicher Schaden > 30 Mio US $<br />
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<strong>4.</strong> Sabotage<br />
Heimliche Ausbringung von Radioaktivem Material in (fester Form)<br />
- Einbau von <strong>Strahlenquellen</strong> an frequentierten Plätzen<br />
- Treppengeländer<br />
nder<br />
- Schirmständer<br />
- Lampen<br />
- Teppichen<br />
- In Kantinen, Kinos, Krankenhäuser, Behörden,<br />
öffentliche Verkehrsmittel, Kinderspielplätze,<br />
Klassenzimmer, HörsH<br />
rsäle (hot seat)<br />
- Verteilung in Kleidungsstücken Garderobe oder<br />
Kleiderkammer, Kaufhäuser<br />
user<br />
Wirkung: Akute Strahlenerkrankung<br />
- Strahlennekrosen der Haut<br />
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<strong>4.</strong> Sabotage<br />
Heimliche Ausbringung von radioaktivem Material in (disperser(<br />
Form)<br />
- Wasserlösliche sliche Nuklide ( CsCl, SrCl RaCl )<br />
- Vergiftung von Nahrungsmitteln z.b. Salzstreuer,<br />
Zuckerstreuer, Wasserspender in Kantinen / Kasernen<br />
- Einbringen in Tanks von<br />
- Straßenreinigungsfahrzeugen<br />
- Landwirtschaftsfahrzeugen ( Odelwagen, Sprühfahrzeuge )<br />
- Einbringen in Flüssigreiniger in öffentlichen Einrichtungen<br />
Das Prinzip:“spezieller Hausmeisterservice“<br />
Der Terrorist kontaminiert lediglich die Arbeitsmittel. Die Feinarbeit<br />
erledigt der Benutzer ( Durch Schläfer in Putzfirma ).<br />
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<strong>4.</strong> Sabotage<br />
Heimliche Ausbringung von radioaktivem Material in (pulverförmiger rmiger Form)<br />
z.B. :<br />
Plutonium und andere Trans-Urane<br />
in Oxidform, auch Strontium Verbindungen<br />
Wirkung besonders psychologisch und wirtschaftlich.<br />
Kein Risiko fürf<br />
r den Terroristen da Alpha und Beta Strahler verwendet werden.<br />
- Ziel öffentliche Verkehrsmitteln<br />
- Ausbringung durch Fallenlassen kleiner Plastikbeutel<br />
oder Glasflaschen durchs Hosenbein<br />
Konzertierte Aktion in mehreren Städten durch Einbeziehung der Fernbahnen<br />
und Abstimmung mit Massenveranstaltungen möglich. m<br />
FUSSBALL WM 2006<br />
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III. Gegenmaßnahmen<br />
nahmen<br />
Messtechnik<br />
- Gammastrahler: GM ZählrohrZ<br />
NaI Gammaspektrometer<br />
( beide einfache Handhabung )<br />
Ge – Halbleiterdetektoren<br />
( Spezialist erforderlich )<br />
- Alphastrahler: Großfl<br />
flächenproportionalzählerhler<br />
( empfindliche Handhabung,<br />
Übung erforderlich )<br />
Si/Li - Ionenimplantierte Detektoren<br />
( aufwendige Probenvorbereitung,<br />
empfindliche und komplizierte<br />
Handhabung<br />
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Gegenmaßnahmen<br />
nahmen<br />
• hochempfindliche Messtechnik zur Überwachung<br />
• schnelle Identifizierung qualitativ und quantitativ<br />
• effiziente Überwachung bekannter Quellen<br />
• Umfangreiche internationale Datenbank<br />
• ausreichend qualifiziertes Personal<br />
• Schutzkonzepte<br />
• Informationsaustausch<br />
• Vernetzung ziviler und militärischer <strong>Institut</strong>ionen<br />
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Gegenmaßnahmen<br />
nahmen<br />
Generell: Flächendeckendes Messnetz<br />
z.B. nukl. . spezifische (Personen-) ) Eingangsmonitore<br />
- U - / S – Bahn ( allg. DB )<br />
- Banken, Einkaufszentren…..<br />
- Fussballstadien<br />
- ……….<br />
Am Wichtigsten: An Radiologische Bedrohung denken<br />
IAEA: ITRAP (Illicit<br />
Illicit Trafficking Radiation Detection Assessment<br />
Program)<br />
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IV. Anwendungsbeispiel<br />
Entschärfer<br />
Theodor<br />
L. Weinsziehr target
IV. Anwendungsbeispiel<br />
Entschärfer<br />
Theodor<br />
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IdentiFinder (Cs-137 oder LED<br />
Stabilisierung )<br />
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Danksagung<br />
Inst RadBio BW Taskforce, , MünchenM<br />
( OTA PD Dr. Abend, OFA Dipl.-Chem. Norbert Frenzel )<br />
Bundespolizeiakademie, LübeckL<br />
Bundesamt fürf<br />
r Strahlenschutz, Berlin und<br />
München<br />
Wehr-Wissenschaftliches Wissenschaftliches <strong>Institut</strong>, Munster<br />
Fraunhofer <strong>Institut</strong>, Euskirchen<br />
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