Auf der vorangegangenen Seite wurde ein Detektor für radioaktive Kontamination besprochen.
Während herkömmliche Geigerzähler vor sehr hohen akuten Strahlengefahren warnen, ist der YB-Mini-Monitor so konstruiert, das schon Langzeit-Risiken durch radioaktive Strahlung erkannt und beurteilt werden können. Für die Handhabung sind keine besonderen Kenntnisse nötig. Die Messwertanzeige ist auf einem farbigen Anzeigefeld in mehreren Warnstufen sehr einfach ablesbar.
Das Grundgrät ist auf Anzeige von Äquivalentdosis zwischen 0,05 µSv/h bis maximal 0,5 µSv/h kalibriert. Neben dem Grundgerät gibt es einen vierstelligen numerischen Impulszähler als Zusatzgerät, welcher den Messbereich auf 0,001µSv/h bis 9999µSv/h erweitert.
Das Gerät funktioniert nach dem bekannten Geiger-Müller Prinzip. Ein Signal wird von einer oder mehreren Zählrohre abgeleitet und anhand bekannter Kennwerte der Zählröhre sowie voreingestellter Strahlungswichtungsfaktoren wird ein Messwert für die Äquivalentdosis zur Anzeige gebracht.. Der Messwert für die so ermittelte radioaktive Dosis kann auf einem mehrfarbigen LED-Anzeigefeld überschaubar abgelesen werden. Grenzwertüberschreitungen radioaktiver Strahlung sind auf dem Anzeigefeld farbig markiert. Eine Besonderheit des YB-Mini-Monitors gegenüber vielen herkömmlichen Strahlenmessgeräten ist die vergleichsweise hohe Gewichtung von Beta-Strahlung gegenüber Gamma-Strahlung, sowie das mehrfarbige LED-Anzeigefeld, welches für eine Beurteilung von möglichen Langzeitrisiken durch radioaktive Strahlenexposition speziell konzipiert wurde.
Äquivalentdosis und Strahlungswichtungsfaktor :
Der YB Mini Monitor verwendet fest eingestellte Strahlungswichtungsfaktoren zur Umrechnung in eine Äquivalentdosis. Es sind für die unterschiedlichen Strahlungsarten folgende Strahlungswichtungsfaktoren fest eingestellt:
wR = 1 für GammastrahlungDurch die so gewählten Strahlungswichtungsfaktoren wird eine unterschiedliche Gewichtung der biologischen Wirksamkeit von Gamma-Strahlung und Beta-Strahlung erreicht. In der medizinischen Literatur werden für Beta-Strahlung häufig höhere Strahlungswichtungsfaktoren empfohlen.
Beta-Strahlung ist also biologisch deutlich wirksamer und kann damit um ein vielfaches schädlicher sein, als Gamma-Strahlung. Dieser Umstand wird vom YB Mini Monitor für sehr strahlungssensible Personen automatisch berücksichtigt.
Für sehr strahlungsempfindliche Personen (z.B. Leukämie gefährdete Personen) kann also ein Detektor-Gerät wünschenswert sein, das entsprechend medizinischer Erkenntnisse ein deutliches Warnsignal bei Detektion von Beta-Strahlung zur Anzeige bringt. Um dies zu erreichen, muss das Messgerät zwischen den verschiedenen physikalischen Strahlungsarten unterscheiden können. Dies wird im YB-Mini-Monitor durch auswahl geeigneter Zählröhren erreicht. Die im YB-Mini-Monitor eingesetzten Röhrentypen russischer Bauart reagieren auf unterschiedliche Strahlenarten unterschiedlich empfindlich und zwar genau so, wie dies entsprechend modernster medizinischer Erkenntnisse über biologische Wirksamkeiten unterschiedlicher Strahlenarten sinnvoll ist.
Mittels Einsatz einer Gamma-Filterscheibe (Y-Filter) (auch "Beta-Absorber" genannt) ist es indirekt möglich zwischen verschiedenen Strahlungsarten zu unterscheiden. Die Gamma-Filterscheibe ist für Gamma-Strahlung durchlässig und absorbiert Beta-Strahlung ab (Beta-Schirm). Aus den Messergebnissen zweier Messungen - jeweils eine Messung ohne Y-Filter und eine zweite Messung mit Y-Filter - lassen sich auch weitaus höhere Strahlungswichtungsfaktoren per Hand einrechnen. Für messtechnisch ungeschulte Personen ist eine solche Einrechnung von Strahlungswichtungsfaktoren per Hand in der Regel eine Überforderung.
Soll mit einer einzigen Zählröhre ein erhöhter Strahlungswichtungsfaktor für Beta-Strahlung erreicht werden, dann ist es denkbar, die Zählröhre mit einem Beta-Filter zu umgeben, der für Beta-Strahlung durchlässig ist, und Gammastrahlung schirmt. Aus dieser Idee folgt jedoch ein technisches Dilemma, denn es ist mir kein Filtermaterial bekannt, das diese Idee realisierbar macht.
Die einfachste Art, unterschiedliche Strahlungswichtungsfaktoren bei der Umrechnung von gemessenen Impulszahlen in eine Äquivalentdosis zu berücksichtigen, geschieht mittels passend eingestellter Ansprechempfindlichkeiten auf unterschiedliche Strahlungsarten der Zählröhre. Geiger - Müller -Zählröhren besitzen in der Regel ein höheres Ionisationsvermögen für Beta-Strahlung gegenüber Gamma-Strahlung. Dieser Umstand wird in der weitgehend unkompensierten Bauform des YB-Mini-Monitors genutzt, um eine deutlich höhere Gewichtung der Beta-Strahlungsart gegenüber Gammastrahlung zu realisieren. Auf diese Weise berücksichtigt der YB Mini Monitor automatisch modernste Erkenntnisse über Unterschiede der biologischen Wirksamkeit verschiedener Strahlungsarten in seinem Messergebnis.
Bild2: YB Mini Monitor (Grundgerät Typ YBMM02)
CS137-Aktivitätstest in Lebensmitteln
Messung der Cs137-Aktivität und K40-Aktivität in Lebensmittelproben mit dem YB-Mini-Monitor
Einzigartig für ein semiprofessionelles Strahlenmessgerät kann mit dem YB-Mini-Monitor sowohl die Cs137-Aktivität, als auch die NORM-Stoff -Aktivität in Lebensmitteln getrennt abgeschätzt werden. Künstlich erzeugte Radionuklide aus AKW-Havarien und Atomexplosionstests geraten heutzutage sehr häufig in diese Lebensmittel hinein. Unkontolliert entsorgte NORM-Stoffe verschiedener Industriezweige können ebenfalls in Lebensmittel hineingeraten und Lebensmittel enthalten natürliches Kalium mit einem geringen Anteil des radioaktiven K40-Isotops. Sehr wahrscheinlich befinden sich in sehr vielen aktiven Lebensmitteln solche Nuklidmischungen, deren mit dem YB-Mini-Monitor messbare Aktivität vornehmlich durch künstliches Radiocäsium sowie natürliches Kalium u. NORM-Stoffe herrührt. Mit dem YB-Mini-Monitor kann durch vergleichen der Gamma-Flussdichte mit der Beta-Flussdichte aus der selben Lebensmittelprobe näherungsweise sowohl die Cs137-Aktivität, als auch die im Lebensmittel enthaltene K40- u. NORM-Stoff-Aktivität getrennt abgeschätzt werden.
Test auf erhöhte Gammastrahlung in Lebensmittelproben und Cs137-Aktivitäts-Ausschluss mit dem YB-Mini-Monitor
Ebenfalls einzigartig bietet der YB-Mini-Monitor die Möglichkeit, einen Ausschluss von Cs-137-Aktivität in einer nur 30 Gramm wiegenden Lebensmittelprobe durchführen zu können. Es ist hierfür der YB-Mini-Monitor mit dem passenden Langzeitimpulszähler , ein besonderer Messrahmen sowie eine Gamma-Filterscheibe erforderlich. Es wird mit dem YB-Mini-Monitor die Gammastrahlung (Gamma-Flussdichte) in kürzestem Abstand über einer normierten Probenoberfläche gemessen. Eine Cs-137-Aktivität (oberhalb eines Grenzwertes) in der überprüften Probe kann ausgeschlossen werden, wenn Gammastrahlung aus dem Cs-137 Nuklid fehlt. Umgekehrt folgt der Verdacht auf Cs-137-Aktivität unmittelbar durch einen Nachweis erhöhter Gammastrahlung.
Verbesserungsmöglichkeiten der Schaltung:Typ | DOWNLOAD Dokumentation |
YB-MM-04 | BEDIENUNGS- UND MESSANLEITUNG ZUM YBMM04 KURZBESCHREIBUNG ZUM YB-MM-04 Messung von Radioaktivität in Lebensmitteln |
Bild2 : Die Feinwaage wurde eingeschaltet
Bild3 : 2,57 Gramm Pottasche wird dem Beutel im Hintergrund entnommen und mit der Feinwaage abgewogen
Bild4 : Eine Priese Pottasche liegt jetzt auf der Feinwaage
Bild5 : Die Priese Pottasche wird auf die Messunterlage gestreut
Bild6 : Eine Priese Pottasche liegt jetzt auf der Messunterlage (nur ca. 40 Bq Gesamtaktivität)
Bild7 : Die Priese Pottasche wurde mit Aluminiumfolie abgedeckt
und das Messgerät aufgesetzt (Hier Anzeige nach 2Minuten
Messzeit)
Bild8 : Pottasche-Teststrahler, eine gute 2 Gramm Priese mit nur ca. 40 Bq
Gesamtaktivität erzeugt Vollanzeige am
YB-Mini-Monitor
Der YB-Mini-Monitor ist dafür konstruiert, überhöhte radioaktive Strahlung im Umweltbereich, vorzugsweise in der Wohnumgebung zu lokalisieren. Im Dauerbetrieb signalisiert ein farbiges LED Anzeigefeld laufend geringste Veränderngen der radioaktiven Umgebungsstrahlung. Veränderungen um weniger als 30% gegenüber dem natürlichen Normalwert können abgelesen werden. (z.B. wenn in der Nähe eines AKWs die ionisierende Strahlung sich gegenüber dem gewohnten Durchschnittswert erhöht.) Es können Gamma- sowie Beta-Gamma Äquivalentdosis (Ortsdosisleistung) gemessen werden, sowie Baumaterial und Lebensmittel sehr empfindlich auf Aktivität getestet werden.
Eine Mess- und Bedienungsanleitung zum YBMM04 gibt es hier : DOWNLOAD BEDIENUNGS- UND MESSANLEITUNG ZUM YBMM04Lebensmittel auf Radioaktivität überprüfen mit dem YB-Mini-Monitor Strahlenmessgerät. YB-MM-04 Das Messgut wird in eine Aluminiumschale eingefüllt : Eine Aluminium- Messschale. Zubehör zum YB-Mini-Monitor. Im folgenden Beispiel werden 52 Gramm getrocknete Pfifferlinge Marke Weißrussland (aus dem Handel Deutschland) eingefüllt. Die spezifische Aktivität [Bq/kg] des Radioisotops Cäsium-137 in diesen Pilzen wird nun mit dem YB-Mini-Monitor gemessen. Vor dem Starten der Messung wird eine Stoppuhr bereit gelegt. Die
gefüllte Messschale wird mit der Alu-Folie abgedeckt. Die Alu-Folie schützt das
Messgerät vor unbeabsichtigter Kontamination. Auf diese Anordnung wird nun ebenfalls wie bei der Nullmessung wieder der Gamma-Filter (Zubehör zum YB-Mini-Monitor) gelegt. Der Gamma-Filter schirmt Beta-Strahlung. Gamma-Strahlung durchdringt den Gamma-Filter. Zur
Messung der Probe wird nun der YB-MM-04 auf diese Messanordnung aufgesetzt. Das
Messgerät wird eingeschaltet und die Messung kann mit der RESET-Taste gestartet
werden. Gleichzeitig mit betätigen der RESET-Taste wird eine Stoppuhr
gestartet. An der Stoppuhr kann zu jeder Zeit die verstrichene Messzeitspanne Tp abgelesen werden. Zp=9558 ; Tp = 2h 54 (174 Minuten) Exakt
auf die volle Minute wird nun der Zählerwert Zp zur Probenmessung abgelesen
und notiert. Die
messbare spezifische Aktivität A[Bq/kg] des Probenmaterials ergibt sich nun
nach der folgenden Bestimmungsgleichung : II)
A(y,K40)[Bq/kg] = 1000* F(y,K40) * (Rp - R0)
/ M[g] ; F(y,K40) = Kalibrierfaktor M[g] = Masse der
eingefüllten Materialprobe in Gramm Ein
für den YB-Mini-Monitor passender Kalibrierfaktor F(y,K40) wird
zu dem Messgerät angegeben. (siehe Kalibriervermerk auf dem Messgerät) Kaliumgehalt des Probenmaterials berücksichtigen Die Aktivität des natürlichen Kaliums wird von der gemessenen Aktivität abgezogen. Dieses Mineral enthält das natürliche Radioisotop Kalium-40. Sollte die nach der y-Methode messbare Aktivität A einen signifikanten positiven Wert annehmen, ist es ratsam den natürlichen Kaliumgehalt des überprüften Lebensmittels zu ermitteln. Die Aktivität des natürlichen Kaliums sollte von der gemessenen Aktivität abgezogen werden. Beispiel
: Kaliumgehalt
von getrockneten Pilzen: 49,85 g pro kg , laut Nährwerttabelle (www.naehrwertrechner.de) (Kaliumnachweis
anhand Nähwerttabelle http://www.naehrwertrechner.de/ : 49,85 g Kalium pro Kg getrockneter Pilze ) Nuklidspezifischer
Multiplikationsfaktor. Seit einigen Jahren ist bekannt , das Lebensmittel mit dem künstlichen Radionuklid Cäsium-137 kontaminiert sein können. Multiplikation der Restaktivität Res
mit einem nuklidspezifischen Multiplikationsfaktor MF(y, Cs137) = 0,11 für Cäsium-137 liefert eine Abschätzung der Cäsium-137 Aktivität innerhalb der beurteilten Materialprobe. (Im Rechenbeispiel eine Pilzprobe) Ergebniss der Messung einer 52 Gramm getrockneten Pilzprobe auf Cäsium-137 Aktivität :A(y,Cs137)
= 501 [Bq/kg] <-- scheinbare Cs-137 Aktivität der Pilze ,
gemessen nach der
y-Messmethode mit dem YB-Mini-Monitor ============================ Eine ausführliche Messanleitung finden Sie hier --> Messung von Radioaktivität in Lebensmitteln |
Bild9 : Messung der Hintergrundstrahlung hier in München Innenstadt 0,158µSv/h (1. gelbe Warnlampe leuchtet schon am YB-Mini-Monitor)
Die Uhr im Bild dokumentiert die Messzeitspanne : 2 Minuten und 30 Sekunden
Bild10 : Nun die Messung in kürzestem Abstand über den 4. Knallfröschen 0,279µSv/h (2. rote Warnlampe leuchtet nun am YB-Mini-Monitor)
Schwarzpulver enthält Kaliumnitrat und mit dem Kalium40-Isotop einen Betastrahler. Der YB-Mini-Monitor detektiert Energie , welche über das K40-Isotop in die Umgebung einfließt. Es leuchten zwei Warnlampen ROT am YB-Mini-Monitor.
Fortsetzung folgt...
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