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Belastung durch ionisierende Strahlung

Von radioaktiven Substanzen im und am Boden sowie in der Atmosphäre geht eine ionisierende Strahlung (kurz ‚Strahlenbelastung‘) aus, der wir ständig ausgesetzt sind. Hinzu kommen Höhenstrahlung, künstliche Strahlenquellen sowie kontaminierte Nahrungsmittel und Gebrauchsgegenstände. Ihre schädigende Wirksamkeit auf biologische Organismen ist abhängig von der Art der Strahlung (Alpha-, Beta-, Gamma-Strahlung) (siehe ). Als Maß für die Wirksamkeit wurde das Sievert (Sv) eingeführt (siehe ). Die Umrechnung aus der physikalischen Dimension Gray (Gy) erfolgt über einen von der Art der Strahlung abhängigen Gewichtungsfaktor (siehe ).

Die mittlere Jahresbelastung (‚Dosis‘) der Menschen in Deutschland liegt bei ca. 3,9 mSv (natürlicher Anteil 2 mSv plus zivilisations-verursachter Anteil 1,9 mSv). Dies entspricht bei gleichbleibender Intensität einer Dosisleistung von 0,23 µSv/h bzw. 0,216 µSv/h, zusammen 0,446 µSv/h. Diese Werte werden in den Diagrammen für eine grobe Einschätzung der aktuellen Situation angegeben (grüne Linie: natürlicher Anteil, gelbe Linie: Gesamtgrundbelastung).

Die derzeit installierten Sensorstationen messen lediglich den von der umgebenden Atmosphäre ausgehenden Anteil der Strahlenbelastung durch Gamma-Strahlen. Die spektrale Nichtlinearität des Detektors über das Gamma-Spektrum wird derzeit nicht kompensiert. Dennoch geben wir die Messwerte in der Dimension Sievert an, um mindestens eine vergleichende Einschätzung der Belastungssituation zu ermöglichen. Die Messwerte dürfen also vorläufig lediglich als Indikator z.B für Unregelmäßigkeiten und zur Verfolgung von Trends dienen.

Die Sensorstation

Als Strahlungssensoren werden in den derzeit installierten Sensorstationen Geiger-Müller-Zählrohre eingesetzt. Experimentiert wird auch mit PIN-Dioden-Sensoren. Ein Mikrocomputer (Raspberry Pi) errechnet aus den vom Sensor gelieferten Impulsen über eine Integrationszeit von 15 min Dosisleistungswerte, die im 1-Minuten-Takt verschlüsselt über das Internet an den Server übertragen werden. Hardware und Software bauen auf dem Openresource-Projekt PiGI auf.

Detailed picture of TDRM sensor station Detailed picture of TDRM sensor station Version 2 TDRM sensor station mounted outdoor - opened

Sensorstation: Microcomputer und Geiger-Müller-Zählrohr (li), Außenmontage mit PoE-Splitter (mi), Sensorstation Version 2 mit Halbleitersensor (re)

Die Sensorstation wird in einer witterungsfesten ca. 10x15x20 cm messende Box geliefert, die im Freien an einer vor Niederschlägen und direkter Sonneneinstrahlung geschützten Position (z.B. an einer Wand unter einem Balkon, einem Überdach oder einer Attika), vorzugsweise in etwa 1 m Höhe, montiert werden sollte. Sie benötigt zu ihrem Betrieb eine Stromversorgung aus dem Hausnetz und einen Zugang zum Internet über einen DSL-Router. Ist am Aufstellungsort eine Außensteckdose verfügbar, kann die Datenübertragung über die Stromleitung. Alternativ können Datenübertragung und Stromversorgung über ein gemeinsames Datenkabel erfolgen (PoE). In einer Installationsanleitung zum Download sind die verschiedenen Optionen detailliert erläutert.

Sensorstationen werden bei Interessenten als Leihgabe installiert. Sie verbleiben im Eigentum dess FIfF e.V.

Der Server

Die in einem Internetserver minütlich eintreffenden Messwerte aller in Funktion befindlicher Sensorstationen werden dort in einer Datenbank abgelegt und archiviert. Die aggregierten Daten werden für die im Internet abzurufenden Grafiken und Tabellen aufbereitet, siehe Zeitdiagramme.