Radonexhalation von Radium "aufhalten"

[Oliver]

Bei Radiumpräperaten und Uranmineralien ist die Exhalation von Radon ja ein relativ bekanntes Problem. Bei einer einzelnen Uhr mit geringer Aktivität noch ok, bei Flugzeuginstrumenten oder größeren Mineraliensammlungen schon problematisch. Damit stellt sich die Frage, wie Radium am besten aufbewahrt werden sollte. Radon neigt ja (wie auch andere Edelgase) dazu, durch Plastik zu diffundieren. Aktivkohle kann es aufnehmen und das Problem eingrenzen. Bei Einmachgläsern oder ähnlichem kommt es durch die Dichtung im Deckel. Häufig werden Radiumpräperate oder ähnliches deshalb in Kellerräumen gelagert. Auch wenn diese nicht bewohnt sind ist dies keine gute Idee. Radon ist schwerer als Luft und sammelt sich dort. Durch Kabelkanäle und Öffnungen kann es dann sogar zurück in das Haus kommen. Das einzig Sichere ist die Aufbewahrung in einer verschmolzenen Glasampulle oder im Freien.

Darauf hinzuweisen, dass Radon eine echte Gefahr darstellt und solche Gegenstände in bewohnten Räumen nicht sicher aufzubewahren sind ist wichtig, weil hier auch viele mitlesen, die nicht angemeldet sind und zudem z.B. Flugzeuginstrumente mit einer sehr hohen Aktivität relativ einfach erhältlich sind und vielen die Aktivität nicht bekannt ist.

Wie bewahrt ihr sowas auf (wenn hier jemand aktive Radium-Strahler hat)?

Bei Besitz aufgrund der Radioaktivität ist zudem die Freigrenze (10KBq) zu beachten.

[Spalter]

Hallo Oliver

Ich kenne zum Beispiel in dem einem Aufbewahrungsschrank in dem mit einem Lüfter Unterdruck erzeugt wird.
Ein Exsikkator sollte auch ausreichen Dicht sein, außerdem geht es ja immer um die Menge. Wenn eine Gummidichtung geschätzt 5% durch läst, hat man dennoch viel gewonnen.

Viele Grüße, Spalter

[Harald der Strahler]

Hier noch ein anschaulicher Versuch, wie mobil Radon ist:
Ein kleiner Uranerzbrocken (5 x 3 x 2cm) in einer Plexiglasschachtel mit Deckel. Der Deckel ist mit Tesa versiegelt. Direkt an der Schachtel misst der GMC 300E Plus (SBM20-Röhre statt M4011) nur knapp 0,5 uSv/h, also nur ein schwachstrahlendes Uranerz.
Die Plexiglasschachtel kommt mit dem Radon Eye in einen Müllsack. Bereits nach 3 Stunden zeigt das Radonmessgerät über 1500 Bq/m3 an (Anfangswert: 100 Bq/m3).

[opengeiger.de]

Ich denk mal, da muss man an mehrere Aspekte berücksichtigen. Also einmal müsst man mal ausrechnen, wieviel sind denn 1500Bq/m^3 ausgedrückt in uSv/h und umgerechnet auf das vorliegende Volumen. Dazu gibts einen Dosiskonversionskoeffizienten fürs Rn222. Da wird man sicher sehen, dass so ein Radon-Eye bezogen auf die Aktivität von Rn222 in Bq eine sehr hohe Empfindlichkeit hat. Dann wird es so sein, dass so ein poröser Brocken uranhaltiges Gestein (Müllenbach ist eine Sandstein-Lagerstätte) ganz schön Radon exhalieren wird und dies dann auch an der Kunststoff-Oberfläche gut haften wird und langsam "thermisch" abdampft. Die Ausbreitung kann man mit einem "guten" Parfüm auf der Haut vergleichen (gutes Beispiel: "Opium" von YSL). Es haftet super gut an dem Fettmantel der Haut und "dampft" dann langsam thermisch ab. Die menschliche Nase hat ne ähnlich hohe Empfindlichkeit wie der Radon Eye. Auch Stunden nachdem eine gut parfürmierte Dame den Raum verlassen hat, kann man noch sicher erriechen, wer auf Besuch da war, da hilft selbst Lüften nicht.       

PS: Ich geh davon aus, dass Du vor dem Verschließen des Müllsacks den Brocken aus der Dose entnommen hast. Aber vor der Entnahme schätze ich, hattest Du einige 10kBq in dem kleinen Volumen der Dose. Die annähernd maximale Konzentration hast Du so nach 5x der HWZ also so nach 2 Wochen Lagerung des Brockens in der Dose. Geh auch mal in die Apotheke und kauf Dir Kohlecompretten von Merck. Lege ein paar in die Dose ohne dass die den Brocken berühren. Die haben nach 14 Tagen fast dieselbe Zählrate wie der Brocken selbst! Das Radon haftet dann auch gut auf den Compretten und dampft dann thermisch im Minutenbereich ab, sofern Du die Comprette nach dem Entnehmen nicht in Radon-dichte Folie einwickelst. Eine eingewickelte Comprette hält dagegen sehr lang das Radon und die Aktivität geht dann mit der HWZ des Radons runter.

[Radiohörer]

PS: Ich geh davon aus, dass Du vor dem Verschließen des Müllsacks den Brocken aus der Dose entnommen hast.

...warum?
Sobald er die Dose öffnet, verflüchtigt sich doch das Radon. Selbst wenn er schnell arbeitet.
Vielleicht haftet dann elektrostatisch noch etwas an der Gehäusewand: mehr oder weniger wie 3%?
Eher die nicht gasförmigen Zerfallsprodukte!?

Soweit ich das Experiment verstanden habe, gings doch darum zu zeigen, dass der Tesa oder die Box aus Plexiglas (= Acrylglas, chemisch Polymethylmethacrylat, kurz: PMMA) oder Polycarbonat? oder Polystyrol? für Radon durchlässig ist...

[opengeiger.de]

...warum?

Wenn er den Brocken drin lässt, misst er unter Umständen gar nicht das Radon, sondern die ionisierende Wirkung der übrigen Radionuklide des zerfallenden Urans. Der Radon-Eye ist eine gepulste Ionisationskammer, misst also die Ionisation der Luft. Ich gehe davon aus, er wollte nur die Ausbreitung des Radon messen. So schnell muss er dazu gar nicht sein.

[Harald der Strahler]

PS: Ich geh davon aus, dass Du vor dem Verschließen des Müllsacks den Brocken aus der Dose entnommen hast.

Falsch gedacht. Das Erzstückchen ist seit einem Vierteljahr in der Kunststoffdose und mit Tesa versiegelt und kommt so in den Müllsack. Ansonsten hätte ja der Versuch keinen Sinn. Dass Uranerz Radon exhaliert ist wohl für viele nichts besonderes, aber dass das Radon eine Plexiglasschachtel, die mit Tesa versiegelt ist nach so kurzer Zeit überwindet schon...

Wenn er den Brocken drin lässt, misst er unter Umständen gar nicht das Radon, sondern die ionisierende Wirkung der übrigen Radionuklide des zerfallenden Urans.

Diese Aussage verstehe ich jetzt nicht. Meinst du, dass der Teil der Beta-Teilchen, welche nicht durch die Plexiglasschachtel abgeschirmt wurden und die Gammastrahlung des Uranerzes, Impulse in der Ionisationskammer des Radon Eye auslösen? (Alpha-Teilchen kommen ja nicht durch das Plexiglas). Ich wusste nicht, dass das Radon Eye auch empfindlich auf Beta und Gamma reagiert. Dass das Gerät dann trotzdem so genau die Radonkonzentration an verschiedenen Orten mit ganz unterschiedlicher Hintergrundstrahlung (Gammastrahlung) messen kann, ist schon erstaunlich. Wird das irgendwie mit Software realisiert?

[Harald der Strahler]

Wenn man allerdings noch mal genauer darüber nachdenkt stellt sich die Frage, warum dann die Aktivitätskonzentration des Radon Eyes ständig zunimmt. Das würde ja bedeuten, dass die Aktivität des Uranerzes und dessen Zerfallsprodukte in der Plexiglasschachtel ebenfalls zunehmen...
Oder es ist verhält sich so, wie ich es in meinem Versuch demonstrieren wollte: Das Uranerz setzt Radon frei, welches durch die Schachtel diffundiert und vom Radon Eye detektiert wird. 

[opengeiger.de]

Naja, dann hab ich wohl das Ansinnen des Versuchs von @Harald der Strahler etwas falsch verstanden. Was rauskommt, wenn man einen U-haltiges Gestein zusammen mit einem Radon-Messgerät in ein Radon-dichtes Gefäß steckt, ist hinreichend bekannt. Bei einem kg Flossenbürger Granit kommt man da schnell über 10kBq. Aber einen richtigen U-Erzbrocken offen in einem 10Liter Messgefäß, das würde in kürzester Zeit einen Overload geben. Von daher, die Situation eines U-Erzbrockens in einem mit Tesa verschlossenen Gefäß im Messvolumen, das kommt nun wohl sehr auf den Tesa an und den Klebstoff der dort verwendet wurde. Wir wissen auch, nicht jede Folie ist Radon-dicht. Vielleicht wäre es ein Test, der sicher zwischen Original-Tesa und asiatischen Fake-Produkten unterscheiden kann. 

Aber den anderen parasitären Effekt musst Du halt bei einem "gut aktiven" U-Erzbrocken auch berücksichtigen: Eine Ionisationskammer misst die Ionenkonzentration, die durch ionisierende Strahlung erzeugt wird. Schon UV-Licht ist eine ionisierende Strahlung. Und eine Ionisationskammer ist normalerweise offen zur Raumluft. Jetzt erzeugt so ein offenes U-Erz-Stück, also U238++, einen bunten Blumenstrauß an ionisierenden Photonen, Betastrahlung und Alphastrahlung und  nur eine davon stammt vom Radon. Die FTLab Leute in Korea haben sich zwar nun alle Mühe gegeben, nicht allzu empfindlich zu sein gegen Strahlung die nicht vom Rn222 stammt. Was sie im RadonEye genau dazu getan haben ist nicht so genau bekannt. Man könnte zumindest die Alphastrahlung herausfiltern, und sehr teure Geräte machen sogar so was wie eine Alphaspektrometrie um selektiv gegen Rn222 zu werden. Aber es ist meines Wissens wohl bekannt, dass der RadonEye auch auf Thoron, also Rn220, reagiert. Eine hohe Selektivität wird der RadonEye daher nicht haben.

Was das Rikamino-Projekt gezeigt hat (https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php/topic,2305.0.html), ist, dass eine normale selbstgebastelte Ionisationskammer Mega-empfindlich sein kann, gegen jede Art von ionisierende Strahlung. Von daher, wenn man eine genaue Rn222 Messung machen möchte, würde ich darauf schauen, dass die Exhalationsquelle mit dem U238++ sich nicht gerade in unmittelbarer Nähe des Detektors befindet, sondern dass nur ein kleiner, langer Luftkanal (Diffussionskanal) zum Detektor führt. Was vor längerer Zeit mal bei einem "JugendForscht" Projekt an der Stelle zum Erfolg geführt hat, war ein horizontal gelegtes U-Rohr (U heißt hier nicht Uran, sondern bedeutet die Geometrie). Das U-Rohr war aus Marley-KG Drainagerohren zusammengesteckt und mit Endkappen verschlossen. Im oberen Schenkel befand sich die Quelle mit dem uranhaltigen Gestein, im unteren Schenkel befand sich der Detektor. Beide Schenkel hatten etwa 20cm Distanz. So war die direkte Alpha- und Beta-Strahlung ausgeschlossen, und gegen Gamma war der Detektor nicht empfindlich (BPW-34 PIN-Dioden-Detektor).         

[DG0MG]

Zur Erinnerung, die Frage war:

stellt sich die Frage, warum dann die Aktivitätskonzentration des Radon Eyes ständig zunimmt.

Welcher andere "Blumenstrauß von Photonen" sollte in dieser Versuchskonfiguration einen stetig ansteigenden Anzeigewert des RadonEye auslösen, als tatsächlich das aus der zugeklebten Tupperdose herausdiffundierende Radon?

Man könnte ja auch mal einen Gegenversuch machen: Eine Quelle am RadonEye platzieren, die definitiv kein Radon exhaliert, z.B. eine Überspannungsableiterröhre mit Cs-137. Reagiert das RadonEye darauf? Interessante Frage.

[opengeiger.de]

Naja, ich will jetzt keinen Messfehler herbeikonstruieren. Der RadonEye ist definitiv ein gutes und cleveres Konzept. Möglicherweise zeigt die Messung sehr genau die Radon-Leckage an der Plastik-Box an.

Im Vergleich zum Rikamino-Konzept sieht man bei eine gepulsten Kammer deutlich stärkere Pulse bei Alphastrahlung, da bei der Ionisation durch ein Teilchen eine gewaltige Menge an Ionen entsteht. Damit erhält man von Alpha-Zerfällen hohe Impulse. Das kann man sicher von einer Ionisation mit Gammastrahlung unterscheiden, egal von welcher der vielen Linien, die z.B. das Bi214 hat (Blumenstrauß), eine Ionisation ausgelöst wurde. Die deutliche Bi214 Linie bei 1764keV wird womöglich durchaus mehr als nur ein Gasmolekül ionisieren können, aber bestimmt nicht soviele wie ein Alpha-Teilchen. Während man sich genau das für eine Diskriminierung bei einer gepulsten Kammer zu Nutze machen kann, summiert eine Ionisationskammer, wie die Rikamino-Kammer, die den kontinuierlichen Ionisationsstrom misst (wie auch der Ionisations-Rauchmelder), alle Ionisationen auf, auch alle Einzelionisationen. Deswegen ist die Rikamino-Kammer auch für so gut wie für alle ionisierenden Strahlungsarten empfindlich. Der RadonEye könnte also nur auf Alpha-Energien, wie die des Rn222 und Rn220, empfindlich sein und Einzelionisationen und schwache Mehrfachionisationen durch Photonen somit völlig ausblenden. Betastrahlung würde durch die Plastik-Box und das Detektorgehäuse abgeschirmt werden. Dann würde er bei dem Experiment durch einen U-Erzbrocken in einer Kunststoffdose nicht gestört werden. Das ist durchaus vorstellbar.

Was ich allerdings definitiv sagen kann, Sprünge in der Anzeige der Grafik oder den abgespeicherten Werten im Stundenintervall macht mein RadonEye nicht. Lediglich die auf dem Display angezeigten Werten können springen und stellen sowas wie Rohdaten dar. Jeder Sprung, egal wie hoch, wird in der Grafik und in den im Stundenintervall abgespeicherten Werten als stetige Funktion über mehrere Samples hinweg angezeigt (fallend, steigend oder konstant, aber nie springend). Da findet ganz offensichtlich eine digitale Filterung statt, die vermutlich eine Mittelung implementieren soll ohne überzuschwingen. Auf die realisierte Filterfunktion und die daraus resultierende Zeitkonstante will ich mich jetzt aber nicht festlegen.

Von daher könnte ich mit meiner Warnung, dass man in dem Diagramm nicht nur das Radon sehen könnte, auch durchaus falschliegen.

[Harald der Strahler]

Man könnte ja auch mal einen Gegenversuch machen: Eine Quelle am RadonEye platzieren, die definitiv kein Radon exhaliert, z.B. eine Überspannungsableiterröhre mit Cs-137. Reagiert das RadonEye darauf? Interessante Frage.

Das wäre tatsächlich ein spannender Versuch...
Leider habe ich momentan nur radioaktive Quellen die der Uran-Radiumreihe oder Thoriumreihe angehören.

[NoLi]

Könntest es auch im Freien (also draussen, nicht nackig ) probieren.
Wenn Du ein Steinchen mit etwas Gamma-Dosisleistung (> 1 µSv/h) hast, platzieres es neben dem RadonEye so, dass der Wind, ggfs. unterstützt von einem Ventilator, emanierendes Radon vom Gerät fortgeträgt. Im Idealfall reagiert der RandonEye darauf nicht.

Norbert

[Harald der Strahler]

Ich habe schon (hoffe ich) eine andere Möglichkeit gefunden, die Vermutung zu entkräften, dass ionisierende Strahlung, die nicht von den Radonzerfallsprodukten stammen, die Messergebnisse des Radon Eye verfälschen.

Über Nacht habe ich einen Teller mit Uranglasur zusammen mit dem Radon Eye in einer Mülltüte verstaut und verschlossen. Zuvor wurde die Aktivität des Tellers gemessen: Der hat eine viel höhere Aktivität als beim untersuchten Uranerz aus Müllenbach. Der Radon Eye stand bei der Messung über Nacht direkt neben dem Teller und die Ionisationskammer hat bestimmt ein vielfaches an Gammastrahlung abbekommen im Vergleich zum Uranerz aus Müllenbach.

Warum habe ich den Uranteller gewählt? Das Uran und damit auch die Zerfallsprodukte (Radon...) sind in der Farbglasur des Tellers sehr fest eingeschlossen. (Das gilt auch bei Uranglas.) In der der Literatur wird dies häufig erwähnt. Ich habe die Quellen gerade nicht zur Hand, aber ich denke das ist allgemein bekannt. Wenn nicht googlen... )

Die Messergebnisse bestätigen diese Annahme (siehe Anhang). Man sieht, dass die Aktivitätskonzentration des Radons nicht kontinuierlich zunimmt und somit auch die ionisierende Strahlung des Urantellers scheinbar keine großen Auswirkungen auf den Radon Eye hat. Was der Versuch noch zeigt sind die Schwankungen der Aktivitätskonzentration in meinem Büro. Wenn der Müllbeutel absolut radondicht wäre, müsste der Wert konstant bleiben oder ganz leicht steigen, da wahrscheinlich auch die glasartige Matrix der Glasur nicht alles Radon festhalten kann. Man sieht aber, dass sich die Aktivitätskonzentration des Radon in meinem Büro auf die Messergebnisse im Müllbeutel auswirkt. Es diffundiert also Radon in die Tüte und aus der Tüte.
Für die Aussagekraft des Versuches spielt das meiner Meinung nach allerdings keine Rolle. Schon die Tatsache, dass der tägliche Gang der Aktivitätskonzentration des Radon in meinem Büro bei der Messung abgebildet wird zeigt, dass die Radonemanation des Urantellers sehr gering sein muss. Natürlich ist mir bewusst, dass dies keine quantitative Messung darstellt, aber der Versuch zeigt, was er soll...

[NoLi]

Uranglasur ist für solchen Test suboptimal, weil das gereinigte Uran so gut wie keine Gammastrahlung abgibt. Und die Betastrahlung wird, wenn überhaupt, nur in äußerst geringem Maße durch die Gehäuse- und Detektorwandung in die Ionisationskammer eindringen.
Du brauchst für diesen Test schon eine deutliche Gammaquelle, evtl. mit natürlichem Radionuklidgehalt, eben Uranerz, Radium oder Thorium.

Norbert