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RAMONA: Radiation Monitoring ON board Aircraft

09.08.2007

Mit Einführung der neuen Strahlenschutzverordnung im Jahr 2001 wurde auch in Deutschland die schon länger gültige EU-Richtlinie 96/29/EURATOM in nationales Recht umgesetzt. Dies führte dazu, dass fliegendes Personal als beruflich strahlenexponiert gilt. In Deutschland sind davon etwa 30000 Personen betroffen. Das Strahlungsfeld in Flughöhen wird durch die kosmische Strahlung aus dem Weltall in der Atmosphäre erzeugt. Aufgrund der Vielzahl an erzeugten Sekundärteilchen (Neutronen, Protonen, Elektronen, etc.) und deren zum Teil großen Energien, gibt es nur wenige Detektorsysteme, die zur Dosismessung in diesem Strahlungsfeld geeignet sind. Bereits seit 1997 führt die PTB Messungen in Flugzeugen durch. Dabei wurde ein Messsystem entwickelt, das in einem Handkoffer untergebracht ist ("Flugkoffer"). Als Dosimeter wird ein kommerzieller gewebeäquivalenter Proportionalzähler eingesetzt. Dieser kann auch in solchen komplexen Strahlungsfeldern annähernd die Energiedosis messen, d. h. die Energie, die auf menschliches Gewebe übertragen wird. Durch Anwendung entsprechender Konversionsfaktoren lässt sich daraus die Umgebungs-Äquivalentdosis bzw. auch die Dosisleistung berechnen. Der Flugkoffer wurde an Bord eines Lufthansa Airbus eingebaut und konnte so zwischen Dezember 2003 und September 2004 weltweit messen; allerdings flog der Airbus nur auf der Nordhalbkugel. Aus den Messdaten wurden einfach handhabbare mathematische Funktionen gewonnen, welche die Breiten- und Höhenabhängigkeit der Umgebungs-Äquivalentdosisleistung beschreiben.

Einen Schritt weiter geht das durch das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung geförderte Projekt RAMONA. Als Partner haben sich die Universität Kiel, TU Braunschweig, DLR Köln, PTB, LTU und Lufthansa zum Ziel gesetzt, Dosimeter in Verkehrsflugzeugen einzubauen, um über einen längeren Zeitraum die Strahlenexposition in Flughöhen zu messen. Von besonderem Interesse dabei ist die Untersuchung von so genannten "solar particle events". Das sind Sonneneruptionen, bei denen hochenergetische Protonen von der Sonne emittiert werden, so dass es dann zu einer deutlichen Zunahme der Dosis in Flughöhen führen kann.

Im Gegensatz zum Flugkoffer sollen für RAMONA wesentlich kleinere Dosimeter bzw. Strahlungsdetektoren zum Einsatz kommen. Dazu wurde zusammen mit der Universität Kiel das Messsystem NAVIDOS (siehe Abbildung) entwickelt. Basierend auf dem im Weltraum erprobten Detektor DOSTEL ist NAVIDOS mittels eines hochempfindlichen GPS-Empfängers und einer extrem empfangsstarken Antenne in der Lage, GPS-Daten überall in der Passagierkabine des Flugzeuges zu empfangen. Damit ist eine vom Einbauort weitgehend unabhängige Bestimmung der Flugkoordinaten möglich. Als zentrale Datenerfassungseinheit wurde der im Fachbereich 6.4 entwickelte Datenlogger modifiziert. Alle Messdaten (Zählraten, Dosiswerte, Kabinenluftdruck, GPS) werden auf einer SD-Speicherkarte abgelegt, die dann monatlich gewechselt werden soll. Ein erster Test in Flugzeugen hat die Funktionsweise des Systems bestätigt. Auch bei der Lufthansa wird intensiv daran gearbeitet NAVIDOS in einen Airbus A340 einzubauen.

Abbildung : Das System Navidos ist mit seiner Größe von 17 × 17 × 12 cm3 und einem Gewicht von ca. 4 kg sehr kompakt aufgebaut. Der OLED-Bildschirm erlaubt eine direkte Kontrolle der Messung. Oberhalb der grün leuchtenden LED ist die SD-Speicherkarte und auf dem Deckel die GPS-Antenne zu erkennen.