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Symbolbild "Zeitschriften"

Genaue Messung von radioaktivem Thoron

Besonders interessant für:

  • Geologen
  • Epidemiologen
  • Strahlenschutz

Ein in der PTB entwickeltes Primärnormal für die Messung von kurzlebigem radioaktivem Thoron dient zur Kalibrierung von Thoron-Messgeräten aus aller Welt. Es liefert die Grundlage für genaue Messungen des radioaktiven Gases, das natürlicherweise im Boden entsteht, sich in Wohnräumen sammeln kann und dessen Folgeprodukte als krebserregend gelten.

Das in der PTB entwickelte Emanationsgefäß enthält ein elektrolytisch abgeschiedenes Thorium-228-Präparat als Quelle für das benötigte Thoron (Radon-220).

Ebenso wie sein Schwesterisotop Radon (Rn-222) kann auch das radioaktive Gas Thoron (Rn-220) durch seine Folgeprodukte Lungenkrebs erzeugen, wenn sie über längere Zeiträume und in höheren Konzentrationen eingeatmet werden. Das Maß der Belastung von Wohnräumen schwankt stark und ist von der Bauweise des Hauses und dem Lüftungsverhalten abhängig. Während Radon schon länger sehr genau messbar ist, war das bei Thoron bisher nicht der Fall. Für die Gefahrenabschätzung ist die exakte Messung jedoch sehr wichtig, denn bei gleicher Aktivitätskonzentration ergibt sich aus den Thoron-Folgeprodukten eine 14-fach höhere Strahlenbelastung als aus den Folgeprodukten von Radon.

Die Entwicklung eines Primärnormals, wie es für Radon schon existiert, galt lange als unmöglich, weil Thoron eine relativ kurze Halbwertzeit von nur 55 Sekunden hat. In der PTB gelang es schließlich doch. Kernstück des Primärnormals ist ein Prüfbehälter, der mit einer definierten Menge von Thoron gefüllt ist. Weil angesichts der kurzen Halbwertzeit kein geschlossener Behälter wie beim Radon infrage kam, wurde ein Kreislaufsystem entwickelt, das ständig neu erzeugtes Thoron mit einem starken Luftstrom herbeiführt und die Aktivität im Behälter konstant hält.

Die Erzeugung und die genaue Messung der zugeführten Aktivität waren technische Herausforderungen. Bei dem neuartigen Messaufbau, Thoron-Emanations-Messplatz (TEM) genannt stammt die Aktivität aus einem Thorium-(Th-228)Präparat, das kontinuierlich Thoron produziert. Ein beständiger starker Luftstrom transportiert das Thoron in den Prüfbehälter. Die Menge des abtransportierten bzw. in der Quelle verbleibenden Thorons lässt sich bis auf ein Promille messen. Parallel zum Betrieb des TEM kann an den Prüfbehälter das zu kalibrierende Messgerät angeschlossen werden.

Da in Asien, Europa und Lateinamerika immer mehr geologische und epidemiologische Studien ihr Augenmerk auf das bisher wenig beachtete Thoron richten, ist der neu eingerichtete Messplatz in der PTB durch internationale Kunden permanent ausgebucht.

Wissenschaftliche Veröffentlichung:

Röttger, A.; Honig, A.: Recent developments in radon metrology: New aspects in the calibration of radon, thoron and progeny devices. Radiation Protection Dosimetry 145 (2011) 260–266