Nach langjaehrigen Messungen der Radioaktivitaet des atmosphaerischen Krypton, CO2 und Wasserdampfs sollen jetzt organische Bestandteile mit untersucht werden. Beim C-14 Gehalt des atmosphaerischen Methans ist moeglicherweise der Einfluss von Kernkraftwerken nachweisbar; infolge der zunehmenden Verwendung von Tritium in der biologischen und medizinischen Forschung wurden lokale Ueberhoehungen der Tritium-Konzentration bereits gemessen. Methode: Probennahme teils im Zuge der Luftverfluessigung (Methan, Krypton), teils durch chemische Absorption nach Verbrennung. Aktivitaetsmessung im Fluessigkeitsszintillationsspektrometer.
Es soll die Tiefenwassererneuerung der verschiedenen Mittelmeerbecken, die Herkunft des Ausstromwassers an der Strasse von Gibraltar und Sizilien, sowie die Ausbreitung des Mittelmeerwassers in den Ostatlantik untersucht werden. Methode: Messung von Tiefenprofilen an verschiedenen Stationen von folgenden Groessen: Temperatur, Salzgehalt, Tritium, Krypton-85, Helium-3, Silikat, Sauerstoff, Freon.
Um Informationen ueber mittlere Verweilzeiten, ueber Herkunft und Fliesswege von Grundwaessern zu erhalten, werden Isotopenmethoden (radioaktive und stabile Nuklide) eingesetzt. Messungen werden v.a. an Waessern der NAGRA-Bohrungen und an benachbarten Waessern durchgefuehrt und interpretiert. Da bereits sehr alte Waesser gefunden wurden, werden neue Methoden mit einem groesseren Datierungsbereich benoetigt, z.B. mit Chlor-36 und Krypton-81. Diese Methoden sind in Entwicklung.
Die Messung der atmosphaerischen Ar-37-Aktivitaet, welche heute natuerliche und kuenstliche Ursachen hat, soll fortgesetzt werden. Damit werden einerseits globale Durchmischungsprozesse in der Atmosphaere untersucht. Andererseits wird Information ueber lokale oder regionale Erhoehungen kuenstlichen Ursprungs gewonnen, vor allem wenn mit Kr-85 und Tritium-Messungen und mit anderen Daten verglichen wird.
Internationale Messnetze Die Staaten der Europäischen Union haben sich zur kontinuierlichen Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt verpflichtet. Auf internationaler Ebene betreibt die Organisation zur Überwachung des umfassenden Kernwaffenteststopp-Vertrags ( CTBTO ) ein globales Messnetz. Innerhalb der Europäischen Union ( EU ) haben sich die Mitgliedstaaten zur kontinuierlichen Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt verpflichtet. Auf internationaler Ebene liefert auch das Messnetz zur Überwachung des umfassenden Kernwaffenteststopp-Vertrags weltweit Daten zur Radioaktivität in der Umwelt. Messnetze auf europäischer Ebene Alle Mitgliedstaaten der Europäischen Union haben sich zur kontinuierlichen Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt verpflichtet und betreiben ähnliche Messnetze wie das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ). Österreich und die Schweiz verfügen über ein vergleichsweise engmaschiges Netz zur Messung der Ortsdosisleistung ( ODL ) wie Deutschland. In anderen Staaten liegt der Schwerpunkt auf der Überwachung kerntechnischer Anlagen, das heißt, die Messstationen sind vor allem in der Nähe dieser Anlagen platziert. Die Messstation auf dem Schauinsland ist einer der vier deutschen Standorte des weitmaschigen Netzwerks zur Überwachung der Umweltradioaktivität in der EU ("Dense and Sparse Network"). Nach Artikel 35 des EURATOM -Vertrags werden die erhobenen Daten der Ortsdosisleistung und Aktivitätskonzentrationen im Luftstaub gegenüber der EU berichtet. Die Messwerte der Mitgliedsstaaten für die Ortsdosisleistung als auch für weitere Umweltmedien werden vom Joint Research Centre (JRC) der EU zusammengefasst und veröffentlicht. Das BfS arbeitet mit dem JRC zusammen und führt an der Station Schauinsland mit dem Projekt INTERCAL ein langfristiges Vergleichsexperiment mit Strahlungsdetektoren in- und ausländischer Messnetze durch. Das weltweite Messnetz des CTBT Die Organisation zur Überwachung des umfassenden Kernwaffenteststopp-Vertrags ( CTBTO ) betreibt ein globales Messnetz (International Monitoring System, IMS). Die Messstation Schauinsland ist eine von gegenwärtig 73 zertifizierten Stationen, die partikelgebundene Radioaktivität im Bereich weniger Mikrobecquerel pro Kubikmeter Luft nachweisen können. Außerdem ist die Station eine von nur 26 zertifizierten Stationen weltweit, die radioaktives Xenon im Bereich unter einem Millibecquerel pro Kubikmeter Luft nachweisen können. Das BfS unterstützt die CTBTO seit den neunziger Jahren und hat zuletzt 2021/22 an der Messstation Schauinsland ein neues, hochmodernes Edelgas-Messsystem für das IMS der CTBTO getestet. Dieses ist mittlerweile zertifiziert und kommt im IMS zum Einsatz. Das Edelgaslabor des BfS in Freiburg ist auf die Messung von radioaktivem Krypton und radioaktivem Xenon in der Atmosphäre spezialisiert und misst lang- und kurzfristige Änderungen der Aktivitätskonzentrationen in der Luft. Über atmosphärische Rückwärtsrechnungen wird versucht, Quellort und Quellstärke freigesetzter Radioaktivität zu bestimmen. Im Laufe der letzten Jahrzehnte wurden Proben aus allen Kontinenten einschließlich der Antarktis untersucht. Stand: 09.07.2025
Es geht bei diesem Projekt um eine Methode zur Vorausberechnung makroskopischer, insbesondere thermodynamischer Daten von Flüssigkeiten oder komprimierten Gasen ohne Verwendung experimenteller Daten, d.h. nur aus quantenmechanischen Rechnungen, gefolgt von Computersimulationen. Der Rechenaufwand ist sehr hoch, aber wegen der Fortschritte der Computertechnologie inzwischen realisierbar. Zu den Teilproblemen des Projekts zählen u.a. die Berücksichtigung von Dreikörper-Potentialen und thermodynamischen Quanteneffekten, die Konstruktion optimaler intermolekularer Potentiale sowie die Simulation molekularer Fluide, bei denen als Komplikation langreichweitige oder nichtlokale Wechselwirkungen oder Deformationen auftreten können. Erste Untersuchungen (Dampfdruckkurven, Flüssigkeitsdichten und kalorische Daten von Neon, Argon, Krypton und Stickstoff) ergaben Vorhersagegenauigkeiten, die an die Größenordnung der experimentellen Unsicherheit heranreichen. Inzwischen wurden auch Hochdruck-Siedegleichgewichte von Edelgasmischungen 'ab initio' berechnet. Die Globale Simulation könnte eine Alternative oder zumindest eine Ergänzung zum Experiment darstellen, wenn die Messungen sehr aufwendig oder riskant sind, also z.B. bei toxischen, korrosiven, explosiven oder instabilen chemischen Verbindungen.
Im Rahmen des Projekts PGAA-Actinide soll ein zerstörungsfreies Messverfahren entwickelt werden, das eine quantitative Bestimmung von Actiniden und anderen Atomkernen in nuklearem Abfall erlaubt. Die Entwicklung eines solchen Verfahrens ist für die Abfallwirtschaft in Deutschland von herausragender Bedeutung. Denn während nukleare Spaltprodukte wie Iod, Cäsium, Strontium, Xenon oder Krypton überwiegend innerhalb weniger Tage bis einiger Jahrzehnte zerfallen, sind die durch Neutroneneinfang aus Uran entstehenden Actinide wie Neptunium, Plutonium, Americium oder Curium äußerst langlebig sowie chemisch und radiologisch hoch toxisch und müssen daher besonders behandelt und gelagert werden. Für deren Umgang, Transport und Aufnahme in ein Endlager gibt es gesetzliche Bestimmungen, welche Kenntnisse über deren Bestandteile und Mengen notwendig macht. Bisher gibt es allerdings kein Verfahren, mit dem sich die Inhalte von nuklearem Abfall mit ausreichender Genauigkeit bestimmen lassen. Die Methode der prompten Gamma Neutronenaktivierungsanalyse (PGAA) bietet eine einzigartige Perspektive, präzise Informationen über die Art und Menge der Actinide in nuklearem Abfall zu erhalten: Denn durch Neutronen aktivierte Atomkerne emittieren beim Zerfall charakteristische Gammaquanten, an Hand dessen sie sich eindeutig identifizieren lassen. Allerdings sind die prompten Gammalinien der Actinide bisher nicht ausreichend bekannt, auch fehlen präzise Informationen über deren Intensitäten und Wirkungsquerschnitte, also die Wahrscheinlichkeiten, mit denen ein spezifische Atomkerne durch Neutronen aktiviert werden. Im Unterschied zu herkömmlichen Analysemethoden für Actinide ist die prompte Gamma Neutronenaktivierungsanalyse ein zerstörungsfreies Verfahren. Die zu untersuchenden Proben müssen vor der Analyse nicht chemisch aufbereitet werden, es entstehen keinerlei Sekundärabfälle und auch das Personal wird nicht zusätzlich durch Umgang mit radioaktivem Material belastet. Neben der Bestimmung der Actinide werden mittels PGAA auch die Strukturen sowie die Nebenbestandteile des radioaktiven Abfalls erfasst. Im Rahmen des Projektes PGAA-Actinide werden zunächst mit hoher Präzision die prompten Gammasignaturen und Wirkungsquerschnitte ausgewählter Isotope bestimmt. Dazu werden speziell präparierte Proben am Budapester Forschungsreaktor (BNC) und an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) in Garching mit langsamen Neutronen bestrahlt und gemessen. Um Nachweisgrenzen und optimierte Messparameter zu bestimmen, werden mit Hilfe dieser Daten am Forschungszentrum Jülich anschließend PGAA-Spektren simuliert. Um das Messsystem für reale Proben und Gemische zu optimieren, werden dieselben Proben dann noch einmal mit schnellen Neutronen am Instrument Nectar, FRM II vermessen. Abschließend wird ein konkreter Vorschlag für eine Messanordnung zur quantitativen Bestimmung von Actiniden in nuklearem Abfall erarbeitet.
Im Rahmen von systematischen Untersuchungen der Mittleren Verweil-Zeit (MVZ) in sechs Porengrundwasserkörpern Österreichs mittels Isotopen- und Spurengasen musste festgestellt werden, dass die Verweilzeiten, die mittels des Spurengas SF6 (Schwefelhexafluorid) ermittelt wurden, überwiegend längere Perioden als die Tritium/Helium-3-Daten und die bestehenden hydrogeologischen Konzepte erwarten ließen. Um diese Unterschiede besser interpretieren zu können, wurden zwei Grundwassersituationen ausgewählt, die bereits sehr genau untersucht wurden und von denen viele ergänzende hydrologisch gut interpretierbare Daten vorlagen. Die Messung von Tritium, Tritium/Helium-3 und Krypton-85 ergaben an der Fischa-Dagnitz-Quelle sowie an einem 300 m oberhalb liegenden Brunnen (Südl. Wr. Becken) im April 2011 Modellalter zwischen acht und zehn Jahren. Das Spurengas SF6 ergab signifikant höhere Alter von 21 Jahren. Eine nochmalige Beprobung im November 2011 mit einer neuen SF6-Probenahmeart ergab eine gute Übereinstimmung mit den Tritium/Helium-3- (April + November) und Krypton-85-Daten (April). Die Probenahme am Lysimeter-Standort Wagna (Leibnitzer Feld) ergab für die Methoden Tritium, Tritium-Helium-3 und Krypton-85 übereinstimmende sehr geringe Modellalter von weniger als einem Jahr, jedoch die Spurengasmethode SF6 ergab mit der konventionellen Probenahme wie bereits im Jahre 2009 (21 Jahre) ein wesentlich höheres Modellalter von 16 Jahren. Aus den vorliegenden Messungen der zwei Untersuchungsgebiete kann gefolgert werden, dass unter den in Österreich üblichen hydrologischen Bedingungen (höher liegende bewaldete Einzugsgebiete), bei der konventionellen SF6-Probenahme samt anschließendem Transport SF6 verloren gehen kann und daher besonders die jungen Grundwasserproben als zu alt eingestuft werden. Als generelle Schlussfolgerung kann angeführt werden, dass die mehrmalige Messung von Sauerstoff-18, die zweimalige Messung von Tritium und die einmalige Messung von Tritium/Helium-3 eine gute Kombination ist, die mittleren Verweilzeiten an einer Messstelle verlässlich einzustufen. Krypton-85 wird wegen des großen Probenahmeaufwandes (Extraktion von 200 L) üblicherweise nur in Einzelfällen als Ergänzung herangezogen. Auch SF6 scheint nur mit einem höheren Probenahmeaufwand (abgeschmolzene Glasampullen) gute Ergebnisse zu bringen. FCKW-Messungen waren bisher in allen Beckenlagen in Österreich kontaminiert und dürften daher nur in unberührten alpinen Lagen erfolgreich sein.
Im Rahmen einer Zusammenarbeit mit dem Geologischen Dienst von Israel und der Ben Gurion Universität in Beer Sheba wurden im Übergangsbereich von Frischwasser zu extrem salinen Wässern des Toten Meeres Untersuchungen mit natürlichen und künstlichen Tracern durchgeführt. Hierfür wurden im Bereich der natürlichen Tracer neue Techniken zur Analyse von Umweltisotopen in hypersalinen Wässern getestet. Stabile Isotope (18O, 2H) in Salzwässern wurden gemessen, um Mischungsprozesse und Lösungsprozesse unterscheiden zu können und die Herkunft von Mischwässern zu bestimmen. Gasuntersuchungen (Edelgase He, Ne, Ar, Kr, Xe und FCKW, SF6) wurden durchgeführt, um Methoden für die Datierung und die Bestimmung von Neubildungstemperaturen auch in salinen Wässern weiterzuentwickeln. Radioaktive Isotope (Radium-Isotope 228Ra, 226Ra, 224Ra, 223Ra) wurden untersucht, um eine Datierung des Mischungszeitpunktes aus der Veränderung des Sorptionsverhaltens abzuleiten. Durch Laborversuche wurde das Verhalten von künstlichen Tracern, u.a. deren Transportverhalten in salzigen Wässern untersucht.
In this study the fluid dynamics and their hydraulically induced changes will be investigated by measurement of the radium isotopes 226Ra, 228Ra, 224Ra, 223Ra and the radioactive noble gas isotopes 39Ar, 37Ar, 85Kr and 81Kr during the pumping test at the continental deep drilling pilot hole (KTB-VB). The objective of the study is to derive information on the provenance and flow paths of the exploited fluids from radium isotope ratios. In addition changes in fluid rock interaction in the host rock can be concluded from the radium isotope ratio determinations. The measurement of the argon isotopes 39Ar and 37Ar provide information on the production rates and on the release and transfer processes of subsurface produced radionuclides (like 36Cl, 129l, 14C, 4He, 3He) from the rock into the pore water. An age dating of the exploited fluids will be performed by means of the long-lived krypton isotope 81Kr. Our investigations form an optimal supplement to other geochemical and hydraulic investigations planned at the KTB-VB. Far-reaching conclusions about fluid dynamics can be expected from the synthesis of the results.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 38 |
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| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 4 |
| Förderprogramm | 30 |
| Text | 3 |
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| License | Count |
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|---|---|
| Boden | 21 |
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