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Messübung 2016 in Bayern - Oberfranken / Oberpfalz
- Das BfS und die Bundespolizei übten vom 20. bis 22. September 2016 bei Bayreuth in einer Aero-Gammaspektrometrie-Messübung die Bestimmung von am Boden abgelagerten radioaktiven Stoffen von Hubschraubern aus.
- Die Region um Bayreuth bietet besonders gute Bedingungen für Trainingsflüge, da es hier natürliche Uran- und Thorium-Vorkommen gibt, die von der Luft aus nachweisbar sind.
- Die in den 1950er bis 1970er Jahren in radiologischen Untersuchungen aufgefundenen Strahlungsanomalien wurden 2016 durch die aero-gammaspektrometrischen Untersuchungen bestätigt.
Vom 20. bis 22. September 2016 führten das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) und die Bundespolizei (BPOL) eine gemeinsame Messübung in der nördlichen und östlichen Umgebung von Bayreuth durch. Vor der Messübung wurden insgesamt acht Messgebiete für eine mögliche Befliegung ausgewählt. Davon wurden im Rahmen der Übung fünf Messgebiete komplett und zwei teilweise beflogen. Insgesamt wurde in einer Flugzeit von 24 Stunden eine Fläche von 700 Quadratkilometern untersucht.
Übersicht über die beflogenen Messgebiete, zusätzlich markiert (blauer Kreis) ist ein Steinbruch der Waldabteilung „Fuchsbau“ westlich von Tröstau (Messgebiet Echo), welcher die markantesten Messergebnisse liefert.
Besonderheiten der Region
Diese Region wurde ausgewählt, da dort in den 1950er bis 1970er umfassende radiologische Untersuchungen [1] der oberflächennahen Verteilung von natürlichem Uran und Thorium durchgeführt wurden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen können zum Vergleich mit den aktuellen aero-gammaspektrometrischen Untersuchungen herangezogen werden.
Außerdem bietet die Region die Möglichkeit zu untersuchen, ob das dort vor 30 Jahren durch den Reaktorunfall in Tschernobyl abgelagerte Cäsium-137 heute noch vom Hubschrauber aus nachgewiesen werden kann.
Die bergige Umgebung von Bayreuth ist zudem fliegerisch anspruchsvoll. Es wurden unterschiedliche Flugverfahren zur schnellen Kartierung großer Messgebiete eingesetzt und miteinander verglichen.
Die Messergebnisse: Kurzüberblick
Darstellung von Ergebnissen der Messflüge (spezifische Aktivität Aw von Thallium-208) und der Ergebnisse aus dem Bericht von Gudden et al. des Jahres 1974 (Vorkommen von Uran bzw. Thorium schwarz-weiß markiert) [1]
Die aus den aktuellen Messungen berechneten Ortsdosisleistungen (ODL) liegen überwiegend im Rahmen der für Deutschland typischen Werte von etwa 100 bis 200 Nanosievert pro Stunde. Einzig eine lokale Erhöhung von 320 Nanosievert pro Stunde wurde in einem Steinbruch der Waldabteilung „Fuchsbau“ westlich von Tröstau-Leupoldsdorf bestimmt. Diese Erhöhung wird durch die dort freigelegten kalium- und uranhaltigen Mineralien verursacht.
Die in den 1950er bis 1970er Jahren [1] aufgefundenen Strahlungsanomalien wurden 2016 durch die aero-gammaspektrometrischen Untersuchungen bestätigt. In denselben Gebieten wurden erhöhte Werte von natürlichen Radionukliden der Thorium-232- und Uran-238-Zerfallsreihe nachgewiesen.
Darstellung von Ergebnissen der Messflüge (Gamma-Ortsdosisleistung ODL, in Nanosiervert pro Stunde)
Für das am Boden abgelagerte Cäsium-137 wurden in fast allen Messgebieten nur noch sehr geringe Werte ermittelt. Sie lagen im Bereich von drei bis acht Kilobecquerel pro Quadratmeter.
Sämtliche Messergebnisse wurden als farbcodierte Punkte, die die räumliche Verteilung einer betrachteten Größe zeigen, auf Karten dargestellt. Ermittelt wurden neben der Gamma-Ortsdosisleistung ODL die spezifische Aktivität für die natürlichen Radionuklide Thallium-208 (Thorium-Zerfallsreihe), Bismuth-214 (Uran-Radium-Zerfallsreihe) und Kalium-40 sowie für das künstliche Cäsium-137. Werte, die unter der jeweiligen Nachweisgrenze liegen, wurden in den Ergebniskarten nicht dargestellt.
Charakteristika der Messgebiete
Bismuth-214Einklappen / Ausklappen
Darstellung von Ergebnissen der Messflüge (spezifische Aktivität von Bismuth-214 – Tochternuklid von Uran)
Die ermittelten spezifischen Aktivitäten für Bismuth-214 sind durch das oberflächennah im Boden vorhandene Uran bedingt. Jedoch führen durch Regen aus der Luft ausgewaschene Zerfallsprodukte von Radon (ebenfalls Uran-Radium-Zerfallsreihe), welches ursprünglich aus tieferen Bodenschichten stammt, zu erhöhten Ergebnissen für die spezifische Aktivität von Bismuth-214.
Dieser Effekt ist anhand der Ergebnisse des Messgebietes nördlich von Bayreuth (Messgebiet Golf) zu erkennen, das an zwei aufeinanderfolgenden Tagen beflogen wurde. Am ersten Messtag lagen alle Werte für Bismuth-214 noch unter der Nachweisgrenze. Am zweiten Messtag wurde auf derselben Flugbahn, nach Durchzug eines Regengebietes, Bismuth-214 nachgewiesen. Diese Abweichungen sind methodisch bedingt und liegen innerhalb der Messunsicherheiten des Verfahrens der Aero-Gammaspektrometrie.
Lokal erhöhte Werte finden sich auch für Bismuth-214 besonders über dem Steinbruch westlich von Tröstau (Messgebiet Echo).
Thallium-208Einklappen / Ausklappen
Die Messergebnisse 2016 spiegeln die Ergebnisse der Untersuchungen aus den 1950er bis 1970er Jahren [1] wider.
Vom Hubschrauber aus konnten die natürlichen Thorium-Vorkommen nachgewiesen und die damals festgestellte Verteilung von Strahlungsanomalien im Wesentlichen wiedergefunden werden.
Die Abbildung zeigt die Ergebnisse der Messflüge (spezifische Aktivität von Thallium-208 – Tochternuklid von Thorium).
Kalium-40Einklappen / Ausklappen
Darstellung von Ergebnissen der Messflüge (spezifische Aktivität Aw von Kalium-40)
Die über dem Steinbruch bei Tröstau messbaren erhöhten Kalium-40-Aktivitäten spiegeln die dortigen geologischen Gegebenheiten wider. Die freigelegten kalium- und uranhaltigen Mineralien sind außerdem der Grund für die dort lokal erhöhte ODL von 320 Nanosievert pro Stunde. (Zum Vergleich: Für Deutschland typische Werte liegen im Bereich von etwa 100 bis 200 Nanosievert pro Stunde.)
Weitere deutlich erhöhte Messwerte für das Nuklid Kalium-40 sind überall dort nachweisbar, wo landwirtschaftliche Flächen mit kaliumhaltigen Substanzen gedüngt wurden. Die bei Messungen über gedüngten Feldern ermittelten Werte für die spezifische Aktivität von Kalium-40 liegen bis zu 25 Prozent über den Werten, die über dem Steinbruch ermittelt wurden.
Cäsium-137Einklappen / Ausklappen
Darstellung von Ergebnissen der Messflüge in der Umgebung von Bayreuth
Darstellung von Ergebnissen der tschechisch-deutschen Messkampagne bei Bayerisch Eisenstein
Das am Boden abgelagerte Cäsium-137 aus Tschernobyl ist in den untersuchten Messgebieten aero- gammaspektrometrisch kaum noch nachweisbar. Dort wo es nachgewiesen werden konnte, lagen die ermittelten Aktivitäten im Bereich von drei bis acht Kilobecquerel pro Quadratmeter.
Damit sind die Cäsium-137-Ablagerungen im Raum Bayreuth deutlich geringer als in anderen Regionen des Bundeslandes Bayern. Das zeigt auch ein Vergleich mit den Ergebnissen einer tschechisch-deutschen Messkampagne aus demselben Jahr im Grenzgebiet bei Bayerisch Eisenstein.
Die dort ermittelten Aktivitäten sind teilweise mehr als doppelt so hoch wie diejenigen in der Umgebung von Bayreuth. Unter Berücksichtigung der Halbwertszeit von Cäsium-137 geben die für beide Regionen ermittelten Werte die 1986 abgelagerten Aktivitäten wieder.
Die eingesetzten Flugverfahren
Aufgabe der Messteams und der Hubschrauberbesatzungen war es, sowohl das zu untersuchende Messgebiet als auch das anzuwendende Flugverfahren gemeinsam vor Ort festzulegen und die entsprechenden Flugkarten während der Übung zu erstellen. Auf diese Weise sollte ermittelt werden, welches Flugverfahren sich am besten eignet, um ein Gebiet schnell und effizient aero-gammaspektrometrisch zu kartieren.
Als Flugverfahren standen das Verfahren paralleler Bahnen (Search-and-Rescue-Pattern) und das Hawk-Verfahren zur Verfügung, bei dem sich dem Zentrum des Messgebietes schneckenförmig von außen nach innen gleichmäßig angenähert wird.
Es hat sich gezeigt, dass für ein großes Messgebiet, das mit einer hohen räumlichen Auflösung kartiert werden soll, sowohl aus fliegerischen als auch aus messtechnischen Aspekten das Hawk-Verfahren am geeignetsten ist.
Literatur:
[1] H. Gudden, H. Schmid; URAN IN BAYERN Bericht über natürliche Uran-Vorkommen in Bayern insbesondere über die mit Bundesmitteln geförderte Uran-Prospektion in Bayern 1956 – 1974; Bayerisches Geologisches Landesamt; München, November 1974
Stand: 08.03.2018