Der radioaktive Tiefsee-Schatz: Manganknollen

[NoLi]

Manganknollen. Der radioaktive Tiefsee-Schatz, den jetzt die ganze Welt heben will.

FOCUS, Dienstag, 23.05.2023, 09:33

https://www.focus.de/klima/analyse/manganknollen-sind-radioaktiv_id_194481289.html

Norbert

"Sie liegen am Grund der Tiefsee und enthalten wichtige Rohstoffe für die Energiewende: Die internationale Staatengemeinschaft streitet zurzeit darüber, ob und wie die sogenannten Manganknollen ausgebeutet werden sollten. Jetzt warnt ein deutsches Forschungsteam: Der Abbau der Knollen hätte nicht nur schwere Folgen für die Tiefsee - sondern auch für die Menschen."

[Radiohörer]

den Originalartikel lesen: https://www.nature.com/articles/s41598-023-33971-w
lg
Wolf

[DL3HRT]

Wenn ich so einen Artikel lese, so juckt es mir sofort in den Fingern  . Die im Artikel angegebene Alpha-Aktivität dürfte sich unseren Geräten entziehen, aber bei Radon muss doch etwas machbar sein...

Also flugs etwas "Material" bestellt (https://www.ebay.de/itm/256008846092) und ungeduldig gewartet. Als ich gestern von meiner zweitägigen Dienstreise zurück kam, lag ein Umschlag im Briefkasten  .

Ich habe die Manganknollen zusammen mit einem RadonEye in eine große Box (ca. 4,5 l) mit umlaufender Dichtung gepackt. Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.


Startwert in der leeren Box waren 140 Bq/m³, so wie es in meinem Arbeitszimmer eben ist. Nach nunmehr 20 Stunden ist der Messwert auf über 500 Bq/m³ angestiegen.
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Jetzt lasse ich die Messung eine Weile laufen und harre der Dinge, die da kommen. Entweder stellt sich irgendwann (nach ein paar Halbwertszeiten) ein Gleichgewicht ein (sofern die Box dicht ist), oder das Messbereichsende wird erreicht.

Nun muss ich noch meinen Bekannten überzeugen, dass er eine Probe im Massespektrometer analysiert. Ich wollte schon immer wissen, wie genau die Zusammensetzung der Manganknollen ist.

[DL3HRT]

Kurzer Zwischenbericht:
Die Messung läuft jetzt seit 48 Stunden, also knapp über eine halbe Halbwertszeit. Die Radonkonzentration ist erwartungsgemäß noch im Aufbau. Ein Schwachpunkt könnte die fehlende Luftbewegung in der Dose sein.
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Ich habe heute die Zusage für eine Materialanalyse bekommen . Wenn ich in zwei Wochen zur HAM-Radio in Friedrichshafen fahre, nehme ich ein "Knöllchen" mit.

[DL3HRT]

Mit den Manganknollen wurden zwei Infoblätter mitgeliefert. Diese beeinhalten Informationen zur Herkunft der Proben.

Interessant sind auch die Analyseergebnisse. Diese wurden mittels Röntgenfluoreszenz gewonnen. Ich bin gespannt, ob das Massespektrometer ähnliche Ergebnisse liefert.

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[Henri]

Die Geschichte des Schiffes ist auch ganz interessant:

https://de.wikipedia.org/wiki/Hughes_Glomar_Explorer

[DL3HRT]

Ja, es entbehrt nicht einer gewissen Ironie, dass das Schiff, welches unter der Legende "Tiefseeexploration" gebaut wurde, am Ende tatsächlich dafür genutzt wurde  Dennoch eine sehr teure Geheimdienstoperation...

[DL3HRT]

Ich habe die Radonmessung der Manganknollen vor 2 Tagen nach 64 Stunden Laufzeit beendet. Man kann den deutlichen Anstieg sehen. Allerdings habe ich an der Kabeleinführung eine potentiell undichte Stelle entdeckt. Ich muss die Messung also noch einmal wiederholen.

Dennoch ist das Ergebnis eindeutig, denn diese Werte erreiche ich in meinem Zimmer sonst nicht. Das Radon stammt also aus den Manganknollen. Es standen nur 17,9 g Probematerial zur Verfügung. Da die Manganknollen nur extrem langsam wachsen (max. 10 mm in 1 Million Jahren), befindet sich das enthaltene Radium-226 im äußeren Bereich. Im oben angeführten Originaldokument ist von einer Schichdicke im Bereich 0,152 mm ... 0,356 mm die Rede (Table 1). In den darunterliegenden Schichten ist das Radium bereits zerfallen.
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Problematisch sehe ich die fehlende Luftumwälzung. Vielleicht finde ich ja einen Mini-Ventilator.

[DL3HRT]

Nach der Radonmessung war die Messung im Gammaspektrometer dran.

Gemäß dem Motto: "Wenn man Radon messen kann, so kann man auch dessen Zerfallsprodukte messen.", startete ich gestern früh die Messung, nachdem ich vorher noch einmal den Hintergrund aufgezeichnet habe.

Es zeigte sich, dass die Messung anspruchsvoller war als erwartet. Nach mehr als 33 Stunden Messzeit ergab sich folgendes Spektrum:
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Ich habe bewusst, das Spektrum der Probe und das Hintergrundspektrum gleichzeitig dargestellt. Man sieht, wie gering die Erhöhung der Zählrate war.

Mit abgezogenem Hintergrund wird die Sache eindeutiger:
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Die Peaks sind dort, wo sie hingehören. Selbst Blei-210 ist schwach zu sehen.

Wie gesagt, handelt es sich um eine "homöopathische" Erhöhung der Zählrate von 14,1 cps beim Hintergrundspektrum auf 14,9 cps bei den Manganknollen. Dass die Peaks dennoch gut herauskommen zeigt, dass die Elektronik langzeitstabil ist.

Im Originaldokument wird in "Table 1" eine maximale Radium-226 Aktivität von 9 Bq/g bzw. 21 Bq/g lt. älterer Literatur angegeben. Diese Angabe bezieht sich nicht auf die gesamte Manganknolle sondern auf die äußere Schicht (0,122 mm - 0,356 mm). Das ist nur ein Bruchteil der Gesamtmasse. Die Messung ist daher schon eine Herausforderung. Ohne eine gute Bleiburg hat man keine Chance.

[Henri]

Im Originaldokument wird in "Table 1" eine maximale Radium-226 Aktivität von 9 Bq/g bzw. 21 Bq/g lt. älterer Literatur angegeben. Diese Angabe bezieht sich nicht auf die gesamte Manganknolle sondern auf die äußere Schicht (0,122 mm - 0,356 mm). Das ist nur ein Bruchteil der Gesamtmasse. Die Messung ist daher schon eine Herausforderung. Ohne eine gute Bleiburg hat man keine Chance.

Schon erstaunlich, welch geringe Aktivitäten man mit einem selbstgebastelten Spektrometer noch nachweisen kann!  

[DL3HRT]

Hier ein lehrreiches Video zum Thema Manganknollen:
https://www.youtube.com/watch?v=WmzFR4ZbWTE

[DL3HRT]

So, die zweite Radonmessung mit abgedichtetem Behälter ist durch. Der Messwert hat sich bei ca. 1000 Bq/m³ eingepegelt. Der Behälter enthält nur 5 l Luft. In einem Volumen von 1 m³ wäre die Radonkonzentration um lediglich 5 Bq gestiegen. Stellt man sich das Ganze aber im großtechnischen Maßstab vor, so reden wir von ganz anderen Dimensionen der Radonexhalation.
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[DG0MG]

Ich würde Dir gerne mal meinen AIRTHINGS 'Corentium home' geben, mit dem Wunsch, die Messergebnisse zu vergleichen. Da der keine Datenerfassung hat, bliebe nur ein Ablesen zweimal am Tag oder ein Fotografieren mit einer Zeitraffer-Kamera.

[DL3HRT]

Gerne, können wir machen.

[DL3HRT]

Heute habe ich die Analyseergebnisse der Manganknollen bekommen.

Wie zu erwarten, dominieren Mangan und Eisen. Aber auch Kupfer, Nickel sind mit jeweisl 1,3% ganz ordentlich vertreten. Vermutlich ist auch der Cobaltgehalt interessant.