Thorium Unboxed

[opengeiger.de]

Ich glaube der Post von Elektronerd wirft einige interessante Fragen auf. Zunächst mal, was steht in der aktuellen Strahlenschutzverordnung bei den Freigrenzen. Das sieht fürs Thorium so aus:

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Als Erklärung fürs ,,+" steht nun in der aktuellen StrlSchV:

>> ,,+" kennzeichnet Mutternuklide, für die die in Tabelle 2 gelisteten Tochternuklide vollständig durch das Mutternuklid abgedeckt sind; die Expositionen durch diese Tochternuklide sind bei den Freigrenzen, Freigabewerten oder Werten der Oberflächenkontamination bereits berücksichtigt <<

Im Gegensatz dazu stand in der alten StrlSchV (Version 1989) beim Thorium Th-232 und Th-232sec (die Werte der Spalte 2 sind gleich) als Erklärung zum sec:

>> a) "+", "++" oder "sec" sind Mutternuklide im Gleichgewicht mit den in Tabelle 2 angegebenen Tochternukliden; die Strahlenexpositionen durch diese Tochternuklide sind bei den Freigrenzen, Freigabewerten oder Werten der Oberflächenkontamination bereits berücksichtigt <<

Also, da hat sich was geändert.

Die Frage ist, wie interpretiert man das beim Thorium. Ich denke mal für Hobbyisten, die Proben sammeln, ist in der aktuellen Version der StrlSchV nur der Eintrag in der zweiten Th-Zeile bedeutsam, der fürs Th232+, wenn die Töchter mit dabei sind und meine Lesart dabei ist jetzt erstmal, Th228 ist eine Tochter des Th232. Nun die Frage nach dem Gleichgewicht. Meine Lesart ist, Gleichgewicht einer Tochter bezüglich Th232 bedeutet, dass wenn sich die Aktivität des Th232 nur mit der HWZ von 14 Mrd. Jahren ändert, dann ändert sich die Aktivität der Tochter im Gleichgewicht auch nur mit 14 Mrd. Jahren. Oder in anderen Worten auf eine Menschengeneration gesehen sind im Gleichgewicht beide konstant. Das wäre also erst nach 60Jahren beim Th-nat bzw. Th232+ der Fall. Und das Gleichgewicht hat man nun in der aktuellen StrlSchV gestrichen. Das bedeutet mit Th-232+ ist auch der Fall eingeschlossen, dass sich außer dem Th-232 auch noch Töchter in dem Stoffgemenge befinden, die aber nicht notwendigerweise im Gleichgewicht sein müssen. Das gilt also dann für ein aus dem Erz abgetrennten Th-nat. schon von der ersten Minute an, denn da bereits beginnt sich zum Beispiel Ra228 zu bilden, und das anfängliche Th228 aus der Abtrennung ist eine ehemalige Tochter des Th232 aus dem Erz, selbst wenn bei der Reinigung die Töchter dazwischen (Ra228 und Ac228) entfernt wurden. Oder es ist jetzt auch der Fall abgedeckt, dass das Thoron (Rn220) völlig entweicht und sich daher z.B. kein Pb212 oder Tl208 bildet.

Das andere spannende Thema ist, wie muss sich der Verkäufer des Stoffs verhalten? Man kann ausrechnen, dass die Änderung der Aktivität von Th-nat. nach ca. 8.5Jahren am höchsten ist und etwa 1500Bq/Jahr und Gramm beträgt. Nehmen wir daher an, man will bei Perkin-Elmer einen Thorium Standard bestellen (z.B. für ICP Analyse Anwendungen), dann wird der Hersteller so genau das Alter des Th-nat nicht kennen. Angenommen, man interpretiert die StrlSchV nun so, dass nach 8.5 Jahren sich noch kein Gleichgewicht eingestellt hat, und zählt nun einfach die Th232- und Th228-Aktivität zusammen und schaut, dass das jeweils nicht mehr als 10000Bq sind, dann sind das bereits nach dem Versand schon mehr. Beim Versand aber gelten eigentlich auch die Freigrenzen. Der Hersteller müsste also wenigstens berücksichtigen, dass sich die Aktivität des Stoffgemisches auf dem Versandweg erhöht. Und man kann dem Hobbyisten durchaus unterstellen, dass er wissen müsste, dass die Aktivität des Stoffgemisches in seinem Besitz immer mehr wird, im Grenzfall nach 60 Jahren eben 10x4070Bq pro Gramm Th232 also die oben diskutierten 41kBq.

Es gibt auch noch die Spalte 3, die jetzt die spezifische Aktivität limitiert, im Fall des Th232+ auf 0.01Bq/g. Auch da muss man jetzt auch überlegen: soll das heißen, das Stoffgemisch darf diesen Wert nicht überschreiten? Das muss eigentlich so sein, denn wir wissen 1g Th232sec (also Th232+ nach 60 Jahren) hat 41kBq/g und nicht 0.01Bq/g. 

Von daher würde ich sagen, egal welche Thorium-Probe(n) man hat, müsste die Freigrenze für 1000Bq gelten und 0.01Bq pro Gramm Stoffgemisch in jedem Gebinde. Oder sieht das jemand anders?

[Peter-1]

Angenommen, ich habe bei Fluka, Merck oder Balzers vor 30 - 40 Jahren ein Thoriumsalz bezogen. Dann kenne ich doch heute nicht wie die Verhältnisse der Isotope sind. Gilt dafür dann 0,01 Bq/g als Grenze?

Darf ich noch 1 kg Pottasche kaufen?  17,1 kBq !
Werden jetzt die Quantum Pendant Anhänger verboten?

Hinkt natürlich, aber für mich ein tolles Verwirrspiel.
Habe auch nicht Kernphysik studiert   

[NoLi]

...
Als Erklärung fürs ,,+" steht nun in der aktuellen StrlSchV:

>> ,,+" kennzeichnet Mutternuklide, für die die in Tabelle 2 gelisteten Tochternuklide vollständig durch das Mutternuklid abgedeckt sind; die Expositionen durch diese Tochternuklide sind bei den Freigrenzen, Freigabewerten oder Werten der Oberflächenkontamination bereits berücksichtigt <<
...

Das kommt nun darauf an, wie der Gesetzgeber das vollständig interpretiert bzw. meint:
- vollständig im Sinne der Anzahl der Tochternuklide und deren Aktivitäten.
- vollständig im Sinne der Berücksichtigung der Tochternuklide ohne Anzahl und deren Aktivitäten.

Ich versuche mal, ne kompetente Klärung zu bekommen.

Angenommen, ich habe bei Fluka, Merck oder Balzers vor 30 - 40 Jahren ein Thoriumsalz bezogen. Dann kenne ich doch heute nicht wie die Verhältnisse der Isotope sind. Gilt dafür dann 0,01 Bq/g als Grenze?

Nur, wenn Du es entsorgen willst. Sonst gilt die Spalte 2 der Freigrenzentabelle (Aktivität des Mutternuklides).

Darf ich noch 1 kg Pottasche kaufen?  17,1 kBq !

Ja. Bis zur einer K-40 Aktivität von 1 MBq (1E6 Bq). Für die Entsorgung gilt allerdings 1 Bq/g.
Dies gilt aber nur für Personen/Firmen mit einer strahlenschutzrechtlichen Umgangsgenehmigung zum Nutzen der Radioaktivität! Für alle anderen Anwender (Lebensmittelindustrie, Glasindustrie, Landwirtschaft,...) gibt es keine Grenzwerte, weil sie keiner strahlenschutzrechtlichen Regulierung unterliegen.

Werden jetzt die Quantum Pendant Anhänger verboten?

Die sind in Deutschland m.W. schon verboten, es gibt hier keinen legalen gewerbsmäßigen Angebotsmarkt dafür. In den fernöstlichen Herstellungsländer gelten andere rechtliche Voraussetzungen, und wenn der Zoll bei der Einfuhr bei uns die Dinger entdeckt (z.B. bei größeren Stückzahlen), werden sie beschlagnahmt.

Norbert

[Peter-1]

Oder doch noch im Handel ? Gesehen 24.8.2024
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[NoLi]

Die ordern wahrscheinlich in China, und das Ding kommt dann einzeln direkt von dort zum Kunden. Wie in EBucht. Was physisch nicht in den Filialen/Laden ist, kann auch nicht beschlagnahmt werden.

Besagtes Unternehmen bietet/vermittelt auch jede Menge Geigerzähler an, ohne diese physisch zu besitzen:
https://www.kaufland.de/sonstige-messtechnik/geigerzaehler/

Norbert

[opengeiger.de]

Ich bin mir jetzt nicht ganz sicher, aber es gab bezüglich der Quellen, die sich nach der Einführung der StrSchV 2018 z.B. an Schulen befanden, einen gewissen ,,Bestandschutz". Die Bauartzulassung musste vor 2001 erfolgt sein, oder so ähnlich. Dennoch haben viele Lehrer kräftig abgekotzt, als der Rektor kam und verlangte, dass die historische Sammlung entsprechend ausgemistet werden muss. Da war sicher das eine oder andere schöne Fläschchen mit Thorium dabei, das teuer entsorgt werden musste.

Wie man bei so einer ,,Sammlung" für den Strahlenschutz rechnen muss, ist hier beschrieben:
https://www.isb.bayern.de/fileadmin/user_upload/Gymnasium/Faecher/Physik/Sicher_experimentieren/isb_sicher_experimentieren_in_physik_interaktiv_5.pdf

siehe Seite 35 5.5 Gefährdung durch ionisierende Strahlung

Heute muss eine Schule, die einen ordentlichen Unterricht in Atomphysik anbieten will, zwei Strahlenschutzbeauftragte haben:

Zitat:
,,Ein genehmigungsfreier, aber anzeigebedürftiger Umgang liegt hingegen vor, wenn die Bauartzulassung vor dem 01.08.2001 erteilt wurde. Der Umgang unterliegt in diesem Fall der Strahlenschutzverordnung; an der Schule sollen zwei Strahlenschutzbeauftragte bestellt werden ([3], Zu Punkt 8.4.1, Nummer 2)"

Was natürlich denen, die solche Leute gerne ausbilden, wieder etwas Geld in die Kassen gespült hat.


Zu den negativ Ionen Produkten: Es stimmt, die Aktivität stammt meist vom Thorium.

Hier eine sehr schöne Aufstellung der Aktivitäten von negative-Ionen bzw. Quantum Pendants:
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0250528

Es gibt also solche, die locker mal 7kBq Aktivität aus dem Th232 alleine haben. Wir wissen ja nun, nach 60 Jahren, oder wenn das Thorium gar nicht erst chemisch abgetrennt wurde, müssen wir die Aktivität x10 nehmen um die Töchter nach langer Zeit auch mit einzuschließen und bekommen dann die finale Aktivität für das Th232+. Ein Pendant mit 70kBq würde ich mir allerdings auch nicht freiwillig um den Hals hängen. Aber man könnte natürlich auf den Gedanken kommen, so ein Pendant als netten Prüfstrahler für die Gammaspektroskopie im Hobbybereich  zu verwenden. Aber nach der StrSchV darf man dann so was eben nicht besitzen. Ein Mineral dagegen, das jemand in der Natur gesammelt hat und unbeeinflusst gelassen hat, ist meines Wissens gehnehmigungsfrei. Ein Thorianit tickt sicher auch recht gut (https://en.wikipedia.org/wiki/Thorianite).

Am skurrilsten finde ich zu den esoterischen Thoriumquellen (also Pendants) die Werbung für das  Negative-ion-energy-necklace von kafelealchemy:
https://kafelealchemy.com/product/negative-ion-energy-necklace/

Da taucht folgendes Bild auf:
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Was da genau gemessen wurde, ist nicht so genau erkennbar, aber es reicht, wenn es die Oberflächentemperatur der Haut ist.
 
Also da entwickle ich dann schon ein gewisses Verständnis für die neue StrlSchV  .

Ganz absurd wird es dann bei Negative Ion Clothing Produkten. Da bekommt man vor allem mit Thorium imprägnierte Unterwäsche, also  BH's, Unterhosen und Bodys. Die radiologischen Aspekte hat hier jemand untersucht:

https://www.mdpi.com/2076-3417/11/12/5412

Für die StrlSchV gibt es eben zwei Blickwinkel ...

[DL3HRT]

Was da genau gemessen wurde, ist nicht so genau erkennbar, aber es reicht, wenn es die Oberflächentemperatur der Haut ist.

Ja, es wurde die Hauttemperatur gemessen. Der Anhänger verringert die Wärmeabstrahlung, daher ist die Haut dort wärmer. Der Verkäufer will allerdings suggerieren, dass die warme Stelle durch die "negativen Ionen" hervorgerufen wird. Wir können froh sein, dass dem nicht so ist 

[opengeiger.de]

Aber interessant, ich darf so ein Negativ-Ionen Quantum Pendant im Hausmüll entorgen! Die Annahme ist, dass so ein Pendant Monazitsand natürlichen Ursprungs enthält. Der BfS Artikel liest sich so, als dass man das besitzen darf. Die Frage ist, warum eigentlich? Das ist doch TENORM, wenn ich natürliches Gestein mahle und in Form presse, oder nicht? 

https://www.bfs.de/DE/themen/ion/anwendung-alltag/amulett/amulette.html

Edited, PS: Hab mir grade noch das Spektrum des Quantum Pendant von @DL8BCN angeschaut (https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php?msg=17277). Gut das könnt ich mir im Hausmüll vorstellen, wenn das Spektrum von einem 2.5Zoll Kristall stammt. Aber offensichtlich schwanken die Aktivitäten laut dem oben genannten Dokument beträchtlich. Das von @DL8BCN könnte in obigen Dokument CP1, CP3 oder CP7 sein. Also 148, 652 oder 1158Bq. Die Empfehlung des BfS, ab in den Hausmüll, ist aber eher generisch zu sehen, egal welche Aktivität vom Th232 alleine drin ist, das ist doch etwas merkwürdig. Vielleicht haben die nur CP1 untersucht.

[NoLi]

Ich bin mir jetzt nicht ganz sicher, aber es gab bezüglich der Quellen, die sich nach der Einführung der StrSchV 2018 z.B. an Schulen befanden, einen gewissen ,,Bestandschutz". Die Bauartzulassung musste vor 2001 erfolgt sein, oder so ähnlich. Dennoch haben viele Lehrer kräftig abgekotzt, als der Rektor kam und verlangte, dass die historische Sammlung entsprechend ausgemistet werden muss. Da war sicher das eine oder andere schöne Fläschchen mit Thorium dabei, das teuer entsorgt werden musste.
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Genau so ist es, es gibt diesen Bestandsschutz (mit Anzeige bei der Aufsichtsbehörde).
Heute (StrlSchV 2018) gilt, dass alle Gegenstände, welche ausschliesslich natürliche radioaktive Stoffe enthalten (und dazu zählt auch Radium), für Schulungs- und Ausbildungszwecke genehmigungsfrei sind, wenn die Dosisleistung des Einzelstückes in 10 cm Abstand  1 µSv/h von der berührbaren Oberfläche nicht überschreitet, unabhängig von der Anzahl. Kontaminationsschutz muß gewährleistet sein.

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Wie man bei so einer ,,Sammlung" für den Strahlenschutz rechnen muss, ist hier beschrieben:
https://www.isb.bayern.de/fileadmin/user_upload/Gymnasium/Faecher/Physik/Sicher_experimentieren/isb_sicher_experimentieren_physik_interaktiv_5.pdf

siehe Seite 35 5.5 Gefährdung durch ionisierende Strahlung
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Der Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen durch Schüler ist an Schulen a priori verboten. Ausnahmen kann es allenfalls geben, wenn alle beteiligten Schüler über 18 Jahre alt sind.

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Ganz absurd wird es dann bei Negative Ion Clothing Produkten. Da bekommt man vor allem mit Thorium imprägnierte Unterwäsche, also  BH's, Unterhosen und Bodys. Die radiologischen Aspekte hat hier jemand untersucht:

https://www.mdpi.com/2076-3417/11/12/5412
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Ganz so neu ist dies bzgl. der Wirkung nicht, ähnliches gab es schon vor gut 100 Jahren:

https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/radioactive-quack-cures/radioactive-pads/radiendocrinator.html

"Size: 2" x 3"

Exposure rates: Nothing above background is detectable now that the radium source has been removed. Prior to the removal of the source I believe the beta-gamma GM detector response was ca. 200 mR/hr on contact.

The Radiendocrinator was intended to be placed over the endocrine glands, "which have so masterful a control over life and bodily health."

Na ja, 2 mSv/h auf die Glocken...

Norbert

[opengeiger.de]

Oh Mann, ich hatte gehofft, die Menschheit hätte was dazu gelernt seit damals!

[NoLi]

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Dennoch haben viele Lehrer kräftig abgekotzt, als der Rektor kam und verlangte, dass die historische Sammlung entsprechend ausgemistet werden muss. Da war sicher das eine oder andere schöne Fläschchen mit Thorium dabei, das teuer entsorgt werden musste.
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Die 100 ml-Fläschchen von LEYBOLD, für die Halbwertszeitbestimmung von Rn-220, enthielten ca. 10 Gramm Thoriumnitrat mit einer Aktivität von ca. 37 kBq. Innerhalb des Fläschchens befand sich das Thoriumnitrat eingenäht in einem Molton-Stoffteil. Durch drücken des Fläschchens wurde Rn-220 in die Messkammer befördert.
https://vorsam.uni-ulm.de/vs/Versuche/K/PDF/K_006V00.pdf

Norbert

[opengeiger.de]

Ok, also 37kBq aus dem Th232, und mit Töchtern dann 370kBq Th232+ , sofern das Th alt genug war. Also die perfekte Thoron-Kuh, man kann im Sekundentakt blasen, das Thoron ist ratz-fatz wieder da. Gut, vielleicht schon ein wenig viel für die Schule, gemessen an der aktuellen StrlSchV. Ein Schüler könnte ja auf den Gedanken kommen an dem Fläschchen zu sniffen, so wie am Lachgas, und der Lehrer/in hat nicht immer alles im Blick, das wissen wir. D.h. der Versuch ist vielleicht doch besser an der Uni aufgehoben.   

Aber man sieht das Problem, während andere Branchen kräftig Werbung an Schulen machen (z.B. Girlsday etc.) hat der Strahlenschutz und die Nuklearmedizin deutliche Nachteile die Begeisterung schon in der Schule zu wecken. Bei Jugend Forscht darf man mittlerweile auch nichts mehr mit ionisierender Strahlung machen, also bleibt nur noch der Papa und in seltenen Fällen die Mama mit dem selbstgebauten Gammaspektroskop und dem Quantum Pendant. Da seht ihr mal wie wichtig wir sind     

[Flipflop]

Mit Thoron gibt es doch interessante Versuche zur Halbwertszeit. Jedenfalls würde das von der Zeit her in eine Unterrichtsstunde passen. Man sammelt das Thoron in einem geschlossenen Kreislauf und leitet es später in eine Kammer mit Zählrohr.

[NoLi]

Ok, also 37kBq aus dem Th232, und mit Töchtern dann 370kBq Th232+ , sofern das Th alt genug war. Also die perfekte Thoron-Kuh, man kann im Sekundentakt blasen, das Thoron ist ratz-fatz wieder da. Gut, vielleicht schon ein wenig viel für die Schule, gemessen an der aktuellen StrlSchV. Ein Schüler könnte ja auf den Gedanken kommen an dem Fläschchen zu sniffen, so wie am Lachgas, und der Lehrer/in hat nicht immer alles im Blick, das wissen wir. D.h. der Versuch ist vielleicht doch besser an der Uni aufgehoben. 
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Ursache für die Entsorgung:
a) Aktivität größer Freigrenze (zwei Strahlenschutzbeauftragte erforderlich).
b) zählt als offener radioaktiver Stoff.
c) Dosisleistung in 10 cm Abstand wahrscheinlich größer 1 µSv/h.

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Aber man sieht das Problem, während andere Branchen kräftig Werbung an Schulen machen (z.B. Girlsday etc.) hat der Strahlenschutz und die Nuklearmedizin deutliche Nachteile die Begeisterung schon in der Schule zu wecken. Bei Jugend Forscht darf man mittlerweile auch nichts mehr mit ionisierender Strahlung machen, also bleibt nur noch der Papa und in seltenen Fällen die Mama mit dem selbstgebauten Gammaspektroskop und dem Quantum Pendant. Da seht ihr mal wie wichtig wir sind     

Die Schulen haben häufig auf Grund chronischen Geldmangels keine adäquate funktionierende Strahlenmessausstattung mehr, um z.B. Gruppenarbeiten zu erübrigen; die gesetzlichen Regularien erledigen ihr Weiteres. Hier bleibt zur Abwendung nur das Goodwill eines Fördervereines oder anderen Gönnern, um wenigstens ein paar Experimente mit NORM machen zu können. Da dies nicht so häufig vorkommt, weichen viele Schulen auf Schülerlabore aus, die radiologische Experimente in ihrem Portfolio haben. Ein weiterer, nicht unerheblicher Hemmschuh sind überkandidelte und bei diesem Thema hyperventilierende Eltern, die Lehrern und Schulleitungen auch mit Anwälten drohen.
Aber Gott sei Dank setzt sich jetzt der Arbeitskreis Ausbildung des deutsch/schweizerischen Fachverbandes für Strahlenschutz verstärkt für Berücksichtigungen in Lehrplan und Unterricht ein und bietet seine Unterstützung an.
Dies ist aber ein anderes, eigenständiges Thema.

Norbert

[Peter-1]

Thorium ist immer wieder spannend. 2 sehr unterschiedliche Proben im Vergleich. Der Sand hat wohl eine bessere Belüftung, oder welche Erklärung gibt es? Das Thoriumfluorid ist sicher sehr rein, da es als Substanz zum Aufdampfen für optische Schichten gedacht war.
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