Eine Datenmanagement-Plattform als Vorläufer für ein Open Data Center „Environmental Monitoring“

Der Fachbereich Strahlenschutzdosimetrie (6.3) hat verschiedene Referenzmessplätze für die Dosimetrie von Umgebungsstrahlung, in denen die Komponenten der ionisierenden Strahlung in der Umwelt kontinuierlich gemessen werden. Die Messwerte werden hinsichtlich ihrer Konsistenz und Plausibilität überwacht. Dazu wurde eine Datenmanagement‑Plattform entwickelt, die eine schnelle Datenprüfung ermöglicht, wodurch Trends und Anomalien sicher identifiziert werden können. Diese Datenbank dient als Vorläufer eines Offenen Datenzentrums „Umweltmonitoring" zur Bereitstellung der umfangreichen Messdaten für die Forschung.

Die Umgebungsstrahlung an den PTB-Referenzmessstellen wird seit vielen Jahren mit mehreren hochentwickelten Detektoren charakterisiert. Das Strahlungsfeld besteht dabei aus mehreren Komponenten: der kontinuierlichen terrestrischen Gammastrahlung, die aufgrund von radioaktiven Kernen in der Erdkruste entsteht, und der sekundären kosmischen Strahlung, die eine geladene und eine ungeladene Komponente besitzt. Ab 2020 wird auch die Messung der Radonaktivitätskonzentration in der Außenluft verfügbar sein. Letztere soll im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes (EMPIR traceRadon) als Tracer für Treibhausgasflüsse untersucht werden.

Die Referenzmessdaten liefern u. a. einen grundlegenden Beitrag zur Qualitätssicherung dosimetrischer Überwachungs- und Frühwarnsysteme, die von der PTB untersucht und kalibriert werden. Eine zentralisierte Datenverwaltungsplattform ist nicht nur für diese Untersuchung von Dosimetriesystemen von wesentlicher Bedeutung. Die hier gesammelten Daten können von externen Institutionen für die Frühwarnung bei unerwarteten überhöhten Dosiswerten in der Umgebung (z. B. bei einem radiologischen Zwischenfall) mit einbezogen werden. Dies erfordert eine sehr intensive Prüfung der Konsistenz und Plausibilität der bereitgestellten Daten, da Messwerte im Zusammenhang mit ionisierender Strahlung gesellschaftspolitisch brisant sind. Daher muss hierauf ein besonderes Augenmerk gelegt werden. Die bisher entwickelte Datenmanagement‑Plattform stellt die Daten von einer Vielzahl von komplementären Messinstrumenten zur Verfügung. Eine benutzerfreundliche Python‑Schnittstelle ermöglicht die schnelle Datenanalyse, die von der Datenvisualisierung bis zur einfachen statistischen Analyse alles umfasst.

Diese einfache Plattform bildet die Grundlage für die Entwicklung komplexerer Datenverwaltungsplattformen, wie z. B. eines Offenen Datenzentrums „Umweltmonitoring". Ein solches verlässliches Datenzentrum würde die Nutzung aller bisherigen und der aktuellen umfangreichen und daher einmaligen Messdaten der PTB durch externe Wissenschaftler ermöglichen. Ergänzend zu dem bisherigen System soll durch neue Konzepte der Datenverarbeitung (künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen) die Plausibilität der Daten zuverlässiger geprüft werden, was für die Herausgabe der sensiblen Daten essentiell ist.

Mit der Bereitstellung dieser umfangreichen, verlässlichen und rückgeführten Daten wird die Sichtbarkeit der PTB als kompetenter Partner bei Umweltthemen verstärkt. Darüber hinaus wird dies auch zukünftige Europäische Metrologie‑Netzwerke (EMNs) wie z. B. das EMN zum Strahlenschutz im Rahmen des Umweltmonitorings unterstützen.

Ansprechpartner:

F. Krasniqi, Fachbereich 6.3, Arbeitsgruppe 6.32

P. Kramer, Fachbereich 6.3, Arbeitsgruppe 6.35