Staubproben für die Gesundheit

Stauprobensammler der PTB

Es ist kurz vor sieben, als ich an einem Montag im Februar den Vorbau des Otto Hahn-Baus betrete. Ein dunkelroter Backsteinbau auf dem Gelände der PTB in Braunschweig. Ein Plakat mit Otto Hahn, dem Entdecker der Kernspaltung hängt an der Wand. Davor ein Wagen mit einem dampfenden Stickstoffbehälter. Den langen Flur des Gebäudes zieren zahlreiche Bilder und Erklärungen zur Radioaktivität.

Gedanken über Radioaktivität habe ich mir selten gemacht. Warum auch? Schließlich ist Radioaktivität immer und überall. Man sieht, hört und schmeckt sie nicht. Zugegeben, nach Tschernobyl, 1986, da war mir unwohl. Und dann, im März 2011, das Unglück in Fukushima. Ich frage mich, wie die Radioaktivität überhaupt überwacht wird?

Bereits seit 1963 beobachten Wissenschaftler der PTB regelmäßig radioaktive Stoffe in der Luft. Die Überwachung der Radioaktivität in der Umwelt ergab sich bereits in den 1945er Jahren, aufgrund der oberirdischen Kernwaffenversuche. Nach dem Reaktorunfall am 26. April 1986 in Tschernobyl wurde im Dezember 1987 das Strahlenschutzvorsorgegesetz verabschiedet und das Integrierte Mess- und Informationssystem (IMIS) eingerichtet. Hierin sind, neben der PTB, der Deutsche Wetterdienst (DWD) und das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) integriert.

Ich werde von Britta Posner, Chemielaborantin der Arbeitsgruppe 6.12, die sich mit der Umweltradioaktivität beschäftigt, begrüßt. Hinter ihr, auf einer Glastür mit blauem Metallrahmen, steht auf einem Schild „Zutritt für Unbefugte verboten“. Sie nimmt einen Magnetsticker mit ihrem Namen von der Wand und heftet ihn an den Rahmen. „damit man weiß wie viele Personen sich im Labor aufhalten“ sagt sie. Wir betreten einen gefliesten Vorraum. Metallspinde stehen an der Wand. Sie reicht mir zwei Plastiküberzieher für meine Schuhe. „Bitte überziehen, damit kein Dreck in das Labor kommt“, sagt sie mit ruhiger Stimme und zieht sich weiße Birkenstock an.

Chemielabor der Arbeitsgruppe Umweltradioaktivität. Die Monatsmischproben werden hier radichemisch
behandelt.

Posner öffnet die Tür zum Chemielabor der Arbeitsgruppe Umweltradioaktivität. Auf einer Arbeitsfläche stehen in Reih und Glied Glaskolben in ihren Ständern. Darunter, auf weißen Tüchern, beschriftete Messbecher. U (Uran) und Pu (Plutonium) lese ich. „Hier behandeln wir die Monatsmischprobe radiochemisch“ sagt sie.

Für die Monatsmischproben werden die wöchentlichen Luftstaubproben zu einer Monats-Mischprobe vereinigt und einer aufwendigen radiochemischen Abtrennung und Reinigung für die betreffenden Radionuklide unterzogen, um die reinen Alphastrahler oder Betastrahler zu bestimmen.

In einem kleinen Nebenraum steht ein Computer. Posner notiert sich die Werte vom Bildschirm. Datum, Uhrzeit und Luftdurchsatz. „Diese Werte werden direkt am Staubprobensammler im Außengelände noch einmal verglichen“ sagt sie. Wenige Mausklicks später hat sie den einen Staubprobensammler aus- und einen anderen, der zur Reserve dient, eingeschaltet.

Es ist fast hell, als wir quer über das rund einen Quadratkilometer große PTB-Gelände gehen. Während sie einen Klappwagen mit dem gut gesicherten, in einer wasserdichten Hülle eingepackten Filterelement hinter sich herzieht, erzählt sie mir, dass der Filter an allen IMIS-Messstationen immer montags zwischen sieben und acht Uhr gewechselt wird, um ein vergleichbares Messergebnis zu bekommen.

Staubprobensammler der PTB

Am äußeren Ende der PTB, auf einer Wiese, stehen die zwei Staubprobensammler. So heißen die großen, grauen Kisten aus Metall. Jeder hat ein eigenes Gebläse. Schon von Weitem kann man das Brummen hören. Bis zu 900 m3 Luft strömen in der Stunde durch den 60 cm x 60 cm großen Filter aus Polypropylen, der den in der Luft enthaltenen Staub zurückhält.

Posner klappt den Deckel auf, entnimmt den Filter samt Rahmen und legt den neuen, bereits im Labor in einen Stahlrahmen eingespannten Filter ein. An einer Anzeigetafel vergleicht sie die Werte, stellt alles auf null und schließt den Deckel gewissenhaft.

Zurück im Labor. Wieder heftet sie das Magnetschild mit ihrem Namen an die Tür, während ich mir die Plastiküberzieher über die Schuhe ziehe.

Sie schaltet den einen Sammler aus und den, mit dem neuen Filter, ein. Die Anzeige steht auf null. Die Staubsammlung für die nächste Wochenmessung beginnt.

Wiegen des Filters

Wir gehen in einen Nebenraum des Labors. Auf beiden Seiten des Raumes sind große Arbeitsflächen angebracht. Zwei Öfen – wie zum Tonbrennen sehen sie aus – unterbrechen eine der Arbeitsflächen. Die Arbeitsunterlage: alte, ausgediente Kalenderblätter. In diesem Laborraum wird das Filterelement aus seinem Stahlkorsett befreit und gewogen. Die Waage zeigt 54,78 g an. Im sauberen Zustand wog es 52,99 g. So steht es in rot auf dem Filter. Posner trägt die Werte in das Laborbuch ein. Vorsichtig faltet sie den Filter in einen Becher. Auch die auf der Arbeitsunterlage zurückgebliebenen Staubteilchen füllt sie fein säuberlich in den Becher. Kein Staubteilchen darf verloren gehen.

Mit dem Becher geht es in den Keller des Otto-Hahn-Baus. Über einen Computer, der im Vorraum an der Wand steht, beendet sie die noch laufende Messung. In einem fensterlosen Nebenraum, durch Stahltüren gesichert, stehen mehrere Gammaspektrometer.

Raum mit Gammaspektrometern

Ein Gammaspektrometer, auf den ersten Blick ein auf einem Ständer stehender, viereckiger Klotz aus gestapelten Bleiblöcken, ist die Apparatur, die die Messung der Strahlung ermöglicht. Im Inneren befindet sich eine Schale aus Kupfer mit einem Loch. Darunter der Strahlungsdetektor. Unter dem Tisch eine Flasche, gefüllt mit Stickstoff, der zur Kühlung des Detektors benötigt wird.

Viel Kraft braucht Britta Posner, um den schweren Deckel aus Bleiblöcken zur Seite zu schieben. Sie stellt den Becher in die Messkammer und schließt den Deckel.

Am Computer wird die Messung gestartet. „Nach einem halben Tag wird dann eine zweite Messung begonnen.“ sagt Posner.

Danach sind natürliche Radionuklide zerfallen und es werden Nachweisgrenzen u. a. für Caesium-137, ein Spaltprodukt des Kernwaffenfallouts sowie der Atomkatastrophen von Tschernobyl und Fukushima, von wenigen µBq/m3 erreicht. Das ist nur wenig über der Empfindlichkeitsgrenze, der Nachweisgrenze, der heute technisch-analytischen Möglichkeiten.

Die kurzfristigen Einträge künstlicher Radionuklide, liegen so weit unter den Pegeln der immer in der Luft natürlich vorhandenen Radionuklide, dass ihr Beitrag zur Strahlenexposition vernachlässigbar gering ist.

Als ich kurz nach acht den Otto Hahn-Bau verlasse, finde ich es sehr beruhigend zu wissen, dass die Radioaktivität lückenlos überwacht wird.

Magnetgesteuerter Hangflug (F1E)

Was ist F1E

F1E ist eine von zur Zeit zwölf Freiflug-Modellklassen. Dabei steht „F1“ für Freiflug und „E“ für Segelflugmodelle mit Selbststeuerung. Die Steuerung erfolgt meist mit einem Stab-Magnet, der in der Nase des Modells untergebracht ist und eine kleine Steuerflosse betätigt. Es gibt auch F1E Steuerungssysteme mit elektronischem Kompass.

Merkmale von Magnetsegelflugmodellen

• Maximale Gesamtfläche 150 dm2
• Maximale Flächenbelastung 100 g/dm2
• Höchstzulässiges Abfluggewicht 5 kg

Die Modelle haben dabei eine Spannweite zwischen 1200 mm und 3000 mm.

F1E-Modelle werden an einem Hang gegen den Wind gestartet. Geflogen wird an kleinen und großen Hängen, aber auch im Hochgebirge.

Fliegen mit F1E-Modellen

Damit das Modell möglichst immer in Hangnähe die aufsteigende Luft nutzen kann, ist es wichtig den Stab-Magnet vor dem Start korrekt ein zu stellen. Ebenso muss die Fluggeschwindigkeit zu den vorherrschenden Wetterverhältnissen abgestimmt werden. Dies kann durch Zugabe von Blei im Schwerpunkt und die richtige Wahl der Tragflächengröße erfolgen.

Aufgabe ist es, eine vorgegebene Flugzeit zu erreichen. Diese liegt zwischen 120 und 300 Sekunden. Damit das Modell nicht mit der Thermik oder den Hang-Aufwinden davon fliegt, wird es Mithilfe einer Thermikbremse gelandet. Dabei löst ein Zeitschalter eine Mechanik aus, die das Leitwerk hochklappen lässt. Beim Auslösen der Thermikbremse bäumt sich das Modell kurz auf und sinkt dann zu Boden.

Wenn alles perfekt eingestellt ist, dann sind Flüge möglich, bei denen das Modell nur wenige Meter von seinem Startplatz entfernt landet. Meistens dürfen die Modelle über viele hundert Meter zurückgeholt werden. Zur Grundausstattung eine F1E-Piloten gehört deshalb ein gutes Fernglas, festes Schuhwerk und Kondition.

Freiflug ist Sport.

Zeitumstellung

Früh am Morgen: Der Wecker reißt mich aus dem Schlaf, die Hand schnellt unter der warmen Bettdecke hervor und trifft, punktgenau, die Stummtaste.
Ich schlafe weiter.
Erneut meldet sich lautstark mein Wecker. Die Hand schnellt unter der Decke hervor… Ich stehe, noch schlaftrunken, auf.

Irgendwie schaffe ich es, das Bad zu finden. Mit eisigem Wasser wird der Schlaf aus den Augen gerieben. Nun erkenne ich auch wieder etwas. Oh, wer bist denn Du?

Kurz darauf in der Küche, beim Versuch den Kaffe in der richtigen Menge in den Filter zu füllen, ein verstohlener Blick zur Küchenuhr, die Zeiger stehen auf kurz nach 8:00 Uhr.
Ups, verschlafen!

Im Radio begrüßt mich eine muntere Stimme: Guten Morgen, es ist 7:00 Uhr. Sie hören die Nachrichten.
Ja, was denn nun: 7:00 Uhr oder 8:00 Uhr? Ich bin vollkommen durcheinander und sehne mich zurück in mein Bett.

Aber da fällt es mir wieder ein. Es war doch das letzte Wochenende im Oktober und ich habe lediglich vergessen meine Uhren eine Stunde zurück zu stellen.
Womit auch Paulchen Panters Frage: „Wer hat an der Uhr gedreht…“ geklärt werden kann.

Die PTB dreht an der Uhr.

Aber das muss sie auch. Die PTB in Braunschweig ist gesetzlich dazu verpflichtet, die Zeit nicht nur zu machen und zu verteilen, sondern die PTB stellt die Zeit auch entsprechend der Jahreszeit, Sommer oder Winter, um.

Am letzten Wochenende im Oktober, in der Nacht von Sonnabend auf Sonntag werden die Uhren um eine Stunde, von 3:00 Uhr auf 2:00 Uhr zurück gedreht.

Am letzten Wochenende im März wird die Uhr eine Stunde vorgestellt. Von 2:00 Uhr auf 3:00 Uhr. Und der Sommer kann kommen.

Aber erstmal: Willkommen im Winter.

Strahlender Sonnenschein

Wir Büromenschen haben doch ein strahlungsarmes Dasein. Während draußen die Sonne ihre Strahlen ausgiebig verteilt, hocken wir an unseren Schreibtischen, kommunizieren elektronisch und fixieren den Monitor vor uns, einen Kasten mit unglaublicher Tiefe – sozusagen ganz alte Schule. Die Röhre im Kasten, dieser Schießstand für Elektronen, braucht ja Platz. Und schon schweifen meine Gedanken ab: Ich werde hier beschossen! Die Kathodenstrahlröhre schleudert Elektronen heraus. Die Elektronen passieren eine Lochmaske und knallen auf den mit einer Phosphorschicht belegten Bildschirm. Und vor dem Bildschirm sitze ich. Von wegen strahlungsarmes Dasein!

Wissenschaftler der PTB wollten wissen, wie viel Strahlung ein Röhren-Fernseher abgibt.
Dazu brachten sie Fernsehgeräte in das ehemalige Salzbergwerk in der Asse. Genauer: in eine Tiefe von 490 m, wo die PTB das Untergrundlaboratorium für Dosimetrie und Spektrometrie (UDO) betreibt. Obwohl radioaktive Abfälle in der Nähe eingelagert sind, ist hier unten eine so geringe Strahlung vorhanden, dass Messungen von kleinen und kleinsten Aktivitäten nicht von der oberirdisch normalen Strahlung gestört werden.

Die ersten Messergebnisse an den Fernsehapparaten ergaben eine geringe Strahlung. Allerdings waren die Flimmerkisten noch gar nicht eingeschaltet. Auch als sie eingeschaltet wurden, änderte sich die messbare Strahlung kaum.
Bei der Ursachenforschung wurde schnell deutlich, dass die Kathodenstrahlröhre nicht nennenswert strahlt. Stattdessen stellten die Wissenschaftler fest, dass das Glas Strahlung abgibt.

Strahlendes Glas? Ich schau aus dem Fenster. Mir reicht’s. Ich gehe jetzt raus und lasse mich von der Sonne bestrahlen.

Wo die Zeit gemacht wird

Über dem Eingang hängt die Zeit. 12:03 steht dort in leuchtend roten Ziffern. Und nun das, ich bin zu spät. Ausgerechnet bei den „Zeit“-Genossen. Um die Uhrenhalle der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig zu besuchen, habe ich mich mit Christian Tamm aus dem Fachbereich „Zeit und Frequenz“ verabredet; eigentlich schon vor 3 Minuten.

Ich betrete den Kopfermann-Bau, ein rotes Backsteingebäude aus den 60er Jahren, und stehe in einem langen Flur. Christian Tamm erwartet mich vor einer großen Stahltür. Ich öffnen sie und erblicke eine Schleuse, die mit Kupferplatten ringsum ausgekleidet ist. Wohltemperiert ist der Raum dahinter. Auch hier sind Wände und Decke mit Kupferplatten verkleidet. Die Klimaanlage läuft unüberhörbar.

Hier also kommt unsere Zeit her. Hier wird die Sekunde „gemacht“.

Viele Jahrhunderte wurde die Zeit als der 86400-te Teil eines mittleren Sonnentages, einer vollständigen Umdrehung der Erde um ihre Achse in Bezug zur Sonne, definiert. Wissenschaftler entdeckten jedoch, dass die Erdrotation nicht konstant genug war, um als Grundlage für den Zeitstandard zu dienen. Die Sekunde wurde deshalb im Oktober 1967 durch die 13. Generalkonferenz für Maß und Gewicht international neu definiert als: „Die Sekunde ist das 9 192 631 770-fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids Cs-133 entsprechenden Strahlung.“ Was das bedeutet, werde ich gleich erfahren.

Auf der einen Seite liegen, auf Stahlgestellen, zwei unscheinbare Röhren mit der Aufschrift „CS1“ und „CS2“. Auf der anderen Seite stehen zwei solcher Röhren, beschriftet mit „CSF1“ und „CSF2“. Sie erinnern mich an den Kessel einer Dampflok, nur kleiner. Ähnlich wie ich ihn erst kürzlich bei der Denkmallokomotive 01 1063 vor dem Braunschweiger Hauptbahnhof gesehen habe. Christian Tamm erklärt, dass in diesen „Röhren“ der sogenannte Hohlraum-Resonator steckt, durch den die Cäsiumatome geleitet werden. Innerhalb der Röhren herrscht ein Vakuum. Und die Kupferverkleidung wurde angebracht, um jegliche Außen-Strahlung, die die Messergebnisse verfälschen könnte, gar nicht erst in die Uhrenhalle zu lassen. CS1 und CS2 sind die „alten“ Uhren, die durch die Cäsiumfontänen CSF1 und CSF2 ersetzt wurden. Dabei steht das „CS“ für Cäsium. Genauer: Cäsium 133 (¹³³CS).

¹³³CS ist ein hoch reaktives, nicht radioaktives Leichtmetall und hat mit 28,7 °C einen extrem niedrigen Schmelzpunkt. Das Element ¹³³CS wurde in den 1960er Jahren aus ganz praktischen Gründen ausgewählt. Schon damals konnte man die beiden Grundzustände, deren energetischer Abstand bei 9 GHz liegt, noch mit elektronischen Mitteln hinreichend genau detektieren.

In einem Ofen wird das Cäsium verdampft und in Richtung des Hohlraum-Resonators geleitet. Ein Magnet am Anfang sortiert die Atome entsprechend ihrer Polarität. Innerhalb des Resonators werden sie mit einem Mikrowellenfeld angeregt, um die Polarität zu wechseln. Das geschieht nur, wenn die Mikrowelle eine Frequenz von genau 9 192 631 770 Hz hat. Am Ende gelangen die Atome durch einen zweiten Magneten. Hier werden die, die es geschafft haben innerhalb des Mikrowellenfeldes ihre Polarität zu ändern, in einen Detektor gelenkt. Die anderen werden einfach weggeworfen. Durch eine hochkomplexe Regelelektronik wird die Frequenz gehalten und ausgezählt. Fertig ist die Sekunde.

Diese Uhren sind so genau, dass sie im Laufe eines Jahres höchstens um 12 Milliardstel Sekunden relativ zu einer idealen Uhr abweichen. Wäre die Cäsium-Uhr, deren Ofen mit 5 Gramm Cäsium gefüllt ist, mit dem Urknall entstanden, so würde sie heutzutage nur etwas mehr als eine Sekunde falsch gehen. Allerdings hätte dazu jemand alle 13 Jahre das Cäsium nachfüllen müssen.

Ich gehe aus der Uhrenhalle an die frische Luft. Die Sonne scheint. Ein letzter Blick zurück, ein Blick auf die PTB-Uhr die über dem Eingang hängt. Es ist halb eins. Ich vergleiche meine mechanische Armbanduhr mit der Zeit aus der Atomuhr und stelle sie. Nun trage ich, wenigstens für die nächste Sekunde, die ganz genaue Zeit am Handgelenk.


[Mehr zur Zeit ist auf den Seiten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt zu finden.]

Mit dem Motorrad Jährlich zum TÜV

Auch das noch!
Liegt das am Sommerloch?

"...Die EU-Volksvertretung stimmte hingegen für EU-weit einheitliche Kontrollvorschriften für Motorräder. Außerdem sollen die Kriterien für technische Fahrzeugkontrollen harmonisiert werden.
Nach dem Willen des Parlaments sollen Motorräder vier Jahre nach ihrer Erstzulassung zum ersten Mal zum TÜV, anschließend nach zwei Jahren und dann jährlich. In Deutschland ist für Motorräder derzeit alle zwei Jahre eine TÜV-Kontrolle vorgeschrieben..."
So ist es jedenfalls auf Spiegel online zu lesen.

Da fragt sich der klar denkende Motorradfahrer doch glatt ob die Politiker nun alle von TÜV, DEKRA, KÜS, ect. bezahlt werden.
Mit einem Motorrad fahren die meisten nur in den Sommermonaten. Bei schönem Wetter. Wenn der Durchschnittsfahrer auf mehr als 5000 Km kommt, dann ist er schon oft unterwegs und das Sommer-Wetter ist auch eines.
Viele Motorradfahrer die ich kenne, pflegen ihr Fahrzeug mehr als dass sie zum Fahren kommen. Da wird vor der Tour die Maschine geputzt, nach der Tour sowieso und wenn es beginnt zu regnen wird das gute Stück einfach in der Garage gelassen.
Was soll das für ein Sicherheitsgewinn werden?

Die Lobbyarbeit der "Überwachungsorgane" war perfekt.

Liebe Motorradfahrer; Schließt Euch zusammen, tut etwas für Eure Rechte und sagt den Politikern zu solch unsinnigen Ideen Eure Meinung.

Übrigens, die Biker Union e.V. ist auch an diesem Thema dran! Vom 20. bis 25. August findet die Sternfahrt nach Berlin statt. Mehr Informationen sind unter Bikerunion.de/Sternfahrt zu finden.