Strahlenschutz am Arbeitsplatz VII: Technik und Handhabu ... / 5 Messung der Aktivitätskonzentration in Raum- und Abluft, Abwasser und Abfall

5.1 Messung der luftgetragenen Aktivität

5.1.1 Messaufgaben

Messgeräte für Raum- und Abluft sind weitgehend die gleichen. Sie haben allerdings auch eine sehr große Bandbreite an unterschiedlichen Messaufgaben abzudecken. Dies gilt sowohl hinsichtlich der einzelnen Anwendungsbereiche und den dort oft schwierigen Umwelt- und Störeinflüssen als auch hinsichtlich der nachzuweisenden Radionuklide und deren chemischer und physikalischer Zusammensetzung. Deshalb kann hier auf die einzelnen Messgeräte und -verfahren nur in Form einer allgemeinen Übersicht eingegangen werden. Die Planung und Ausführung von Messanlagen für Raum- und Abluft bleibt ohnehin den Fachleuten bzw. Geräteherstellern überlassen.

5.1.2 Messverfahren und -geräte

Die zahlreichen Messverfahren sind entsprechend den zu messenden Radionukliden und ihrer physikalischen bzw. chemischen Beschaffenheit eingeteilt in

• Aerosolmessungen,
• Edelgasmessungen,
• Tritiummessungen,
• Iodmessungen,
• Radonmessungen.

Andere Einteilungskriterien sind die zu messende Strahlenart und, bei Geräten mit Sammelmedium (meist Aerosolfilter), die mechanische Ausführung (fest oder bewegt) des Sammelmediums. Einen Überblick, der vor allem die Komplexität dieser Messverfahren verdeutlichen soll, gibt Tab. 1.

Einteilung nach Art der Strahlung	Art der Probenerfassung
Aerosolüberwachung
Alpha-Messgeräte Beta-Messgeräte Gamma-Messgeräte	Messgeräte mit festem Sammelmedium Messgeräte mit kontinuierlich bewegtem Sammelmedium Messgeräte mit festem, aber automatisch wechselbarem Sammelmedium
Edelgas und/oder C-14-Überwachung
Beta-Messgeräte Gamma-Messgeräte (Edelgasbilanzierung)	Messküvette mit angeflanschten oder eingesetzten Detektoren
H-3 und/oder C-14-Überwachung
Beta-Messgeräte	Geräte mit Durchflussdetektoren zur Sofortmessung Geräte mit Anreicherung bzw. Sammlung und anschließender Messung
Iod-Messgeräte
Gamma-Messgeräte	Messgeräte mit festem Sammelmedium Messgeräte mit bewegtem Sammelmedium
Radon- und Radonfolgeprodukt-Messgeräte
Alpha-Messgeräte	Messung während der Sammlung Messung und Sammlung alternierend

Tab. 1: Messgeräte zur Raum- und Abluftüberwachung – Übersicht über Messverfahren und Gerätetypen für die nuklid-bedingten Anwendungsbereiche

5.2 Messung der Aktivität im Abwasser

5.2.1 Zweck der Messung

Bei größeren Radionuklidlaboren oder Therapiestationen wird das möglicherweise radioaktive Abwasser in Tanks gesammelt. Kurzlebige Radionuklide, vornehmlich ¹³¹I, lässt man abklingen. In jedem Fall muss vor Leerung eines Sammel- oder Abklingbehälters durch Messung entschieden werden, ob der Tankinhalt in die öffentliche Kanalisation abgegeben werden darf oder ob die Radioaktivitätskonzentration oberhalb der zulässigen Abgabegrenzwerte liegt und das Wasser deshalb per Tankwagen zu einer Aufbereitungsanlage gebracht werden muss.

5.2.2 Messverfahren

Die Radioaktivitätskonzentration kann "offline" bestimmt werden, d. h. durch Entnahme einer Einzelprobe aus den Sammel- und Abklingbehältern und Ausmessung im Labor. Bei größeren Anlagen ist jedoch die "online"-Methode üblich. Dabei wird das Wasser, ausgelöst durch Handsteuerung oder automatisch, durch ein Messgerät gepumpt und die Aktivität direkt gemessen (Tab. 2).

Online (kontinuierlich)	Messzeit jeweils 1 h	Offline (Einzelprobe)
I-131
Messgefäß 25 cm ø × 42 cm (20 l) Kristall 25 mm ø ×64 mm Bleiabschirmung 60 mm Energiekanal ab 100 keV ca. 1 kBqm3 (0,2 GW[1]		Ringschale 0,4 l Kristall 50 mm ø × 50 mm Bleiabschirmung 50 mm Energiekanal 240–250 keV ca. 2 kBqm-3 (0,4 GW)
I-125
Messgefäß wie I-131 Energiekanal 20–100 keV ca. 2 kBqm-3 (0,01 GW)		Ringschale wie I-131 Energiekanal 20–80 keV ca. 5 kBqm-3 (0,025 GW)
P-32
Messgefäß wie I-131 Beta-Tauchzählrohr 50 mg/cm2 Wandstärke, 500 cm2 ca. 5 kBqm-3 (0,017 GW)		Flüssigszintillationszähler ca. 1 kBqm-3 (0,033 GW)
Überlaufgefäß Großflächenzähler 300 cm2 Bleiabschirmung 25 mm ca. 10 kBqm-3 (0,033 GW)
C-14
Überlaufgefäß wie P-32 ca. 10.000 kBqm-)		Flüssigszintillationszähler ca. 5 kBqm-3 (0,008 GW)
H-3
–		Flüssigszintillationszähler ca. 10 kBqm-3 (0,001 GW)
Alpha-Strahler
–		Anreichern durch Eindampfen von 1 l Ausmessung im Low-Level-Zähler ca. 0,05 kBqm-3 (Ra-226 0,25 GW)

Tab. 2: Messung der Radioaktivität im Abwasser: Gebräuchliche Verfahren und typische Nachweisgrenzen

Da die Aktivitätskonzentration nur über einen entsprechenden Kalibrierfaktor, der wiederum vom Radionuklid abhängt, aus den Rohdaten der Messung bestimmt werden kann, muss man das jeweils zur Messung gelangende Nuklid kennen. Können im Abwasser mehrere Nuklide auftreten, so muss entweder durch organisatorische Maßnahmen sichergestellt sein, dass diese Kenntnis vorhanden ist, oder man muss ein nuklididentifizierendes Messverfahren anwenden. Je nach Art der Nuklide bedeutet dies eine sehr aufwendige Messtechnik, die dazu noch in vielen Fällen rasch an ihre Grenzen stößt. Was in dieser Hinsicht bei der Planung einer Abwasseranlage versäumt wurde, lässt sich auch durch modernste Messtechnik nur zum Teil wieder aufholen.

5.3 Messungen an festem Abfall

5.3.1 Erforderliche messtechnische Maßnahmen

Welcher Art der Abfall auch ist, der als Folge des Umgangs mit radioaktiven Stoffen anfällt und deshalb abgegeben werden muss: Es sind 3 Arten von messtechnischen Maßnahmen erforderlich (Tab. 3).

Art der Abga...