Die Radonkonzentration im Drainagestollen

des Oberbeckens der SEO, Vianden

Forschungsbericht von Francis Massen (LCD) und Antoine Kies (CUNLUX)

Oktober 1997

(html version 31/10/98)

Prof. Francis Massen

Laboratoire de Physique, Lycée Classique (LCD), L-9233 Diekirch (francis.massen@ ci.educ.lu)

Prof. Antoine Kies

Laboratoire de Physique, Centre Universitaire Luxembourg (CUNLUX), L-1511 Luxembourg   (kies@ cu.lu)

Inhaltsverzeichnis:

1. Ziele der Untersuchung

2. Aufbau, Materialeinsatz und Ablauf

3. Lufströmung

    3.1. Lufströmung im Normalbetrieb mit Zwangsbelüftung
        3.1.1. Funktionsweise der Zwangsbelüftung
        3.1.2.Luftgeschwindigkeit und Strömungsvolumen

    3.2. Luftströmung bei abgeschalteter Zwangsbelüftung

4. Radon- und Gammastrahlung bei Zwangsbelüftung

    4.1. Zeitliche Konzentrations-Schwankungen

    4.2. Hängt die Radonkonzentration von der Intensität der Luft strömung ab?

5. Dynamik der Radon- und Gammastrahlungswerte bei ausgeschalteter Zwangsbelüftung

    5.1. Messperiode vom 10ten bis 17ten März 1996

    5.2. Messperiode vom 19ten Juni bis 1ten Juli 1996

    5.3. Messperiode vom 23ten Oktober bis 6ten November 1996

6. Ändert sich die Radonkonzentration mit dem Pegelstand des Oberbeckens?

7. Allgemeine Schlussfolgerungen

Referenzen
1. Ziele der Untersuchung

Das Forschungsprojekt "Radon_SEO" sollte eine Antwort auf folgende Fragen liefern:

Das Forschungprojekt wurde ausgeführt von Francis Massen, professeur de physique am Lycée Classique de Diekirch (LCD), und von Antoine Kies, professeur de physique am Centre Universitaire Luxembourg (CUNLUX).

Colette Massen-Heirendt, professeur de mathématique et d'informatique am Lycée Technique Hôtelier Alexis Heck, Diekirch (LTHAH) war bei zahlreichen Messungen, sowie beim Layout und Korrektur des Berichtes behilflich.

Die kontinuürlichen Messungen starteten am 28ten November 1995 und wurden am 1ten Juli 1996 abgeschlossen.

 

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2. Aufbau, Materialeinsatz und Ablauf

Das Forschungsprojekt kann in 5 Phasen aufgeteilt werden.

Phase 1: 18. November 95 bis 17. Dezember 95

An der Kreuzung des Drainagestollen (Markierungspunkt # 2037, Höhe 485.75üM) wurden folgende automatisch messende Instrumente aufgestellt und in Betrieb genommen:

1. Alphaguard P3000 (Fa. Genitron, Frankfurt/Main)

Radonmessgerät mit integrierten Temperatur-, Feuchte- und Luftdrucksensoren. Das Instrument misst die tatsächliche Radonkonzentration der Luft in Bq/m3 mit Hilfe einer Ionisationskammer. Radonkonzentration, Temperatur, Feuchte und Luftdruck werden in einem Zeittakt von 10 Minuten gemessen und die Messwerte werden in einem integrierten Datenlogger gespeichert

2. Rotronic YA-100 Temperatur- und Feuchtefühler (Fa. Rotronic, Schweiz)

Präziser Temperatur- (Genauigkeit 0.1° C) und Feuchtefühler (Genauigkeit 1%); dieser Fühler wurde eingesetzt um präzisere Resultate als jene der integrierten Fühler des Alphaguard zu erreichen.

3. Hitzedraht Anemometer TA-2 (Fa. Airflow, Deutschland)

Die geringen Luftgeschwindigkeiten können nur noch mit einem Hitzdrahtanemometer gemessen werden. Das eingesetzte Instrument erlaubt eine Auflösung von 1 cm/s. Ein Problem dieses analogen Instrumentes ist der unvermeidliche Nullpunktdrift; dieser wurde wenn möglich bei der Datenauswertung korrigiert.

Der Nullpunktdrift der analogen Geräte (Anemometer und Differenzdruckmesser, siehe später) stellt ein grosses Problem dar. Bei fast jeder Begehung (im Schnitt alle 2 bis 3 Wochen) wurde der Nullpunkt des Anemometer manuell neu eingestellt; derjenige des Differenzdrucksensoren wurde ebenfalls mehrere Male an Ort und Stelle korrigiert. Bedingt durch einen nicht bekannten Konstruktionsfehler sind die Anfangsserien des Differenzdruckmesser nicht zu gebrauchen. Kurzfristige Null-Abweichungen waren nicht zu vermeiden. Beim Anemometer ist im Allgemeinen ein linearer Anstieg des Null-Offsets zu beobachten, der sich bei der Datenauswertung relativ einfach korrigieren lässt. Beim Differenzdrucksensoren ist dies nicht immer der Fall. Die gesamte Messdaten der Luftgeschwindigkeit und des Druckabfalls können also nicht ohne Einschränkungen übernommen werden.

4. Geiger-Müller Zähler (Fa. Aware Elecronics, USA)

Dieser Zähler wurde am seriellen Port eines ZDS MasterSport Computers betrieben, welcher den Betrieb und die Abspeicherung der Werte übernahm. Die Messwerte werden in m R/h angegeben; im Bericht wird die Umwandlungsformel 1 m R/h » 100 nSv/h benutzt.

Die Werte des Rotronicfühler und des Anemometer wurden von einem 14 bit Datalogger Micromek (Fa. Technetics, Deutschland) ausgelesen und gespeichert. Alle Zeitangaben sind immer als UTC-Zeit zu verstehen.

Phase 2: 17. Dezember 95 bis 23. März 96

In dieser 2ten Phase wurde ein zusätzlicher Differenzdrucksensor (Bereich +/- 5 Pa) der Fa. Genitron am Alphaguard angeschlossen. Ein Plastikschlauch von ca. 40 m Länge sollte es erlauben, auf Grund des gemessenen Differenzdrucks die tatsächliche Richtung der Luftströmung zu ermitteln (das Hitzdrahtanemometer kann nur eine Angabe des absoluten Wertes der Luftgeschwindigkeit geben). Dieses Instrument funktionierte nicht zufriedenstellend. Die Zwangsbelüftung wurde vom 11/03 ->17/03 abgeschaltet.

Phase 3: 23. März 96 bis 24. Juni 96

Die gesamte Anlage wurde um einige Meter versetzt aufgestellt, so dass alle Sensoren vor der Gabelung (näher am Eingang) aufgestellt werden. Der Genitron Differenzdrucksensor wurde ersetzt durch ein Differenzdrucksensor Setra (Fa. General Electrics, USA) mit einem Bereich +/- 2.5 Pa.; Anschluss des Gerätes am Mikromec Logger. Ein CO2-Messgerät (Gascard 3000, Fa. Edingburgh Sensors, GB) wurde ebenfalls am Mikromec angeschlossen. Der Messbereich dieses Gerätes ist 0...3000 ppm, die Genauigkeit besser als 3% des Messwertes.

Phase 4: 24. Juni 96 bis 1.Juli 96

Zusätzlich zur bestehenden Anlage wurde ein zweiter Alphaguard am Stollenabschluss der linken Abzweigung in Betrieb genommen. Die Schlauchlänge des Differenzdruckmessers wurde auf ca. 150 m verlängert. Die Zwangsbelüftung war während dieser Zeit abgeschaltet.

Abbau der kontinürlich messenden Anlagen am 1ten Juli 96.

Phase 5: 1. Juli 96 bis 31. Dezember 96

Punktuelle Messungen der Strömungsverhältnisse; Radonmessungen.

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3. Luftströmung

3.1. Luftströmung im Normalbetrieb mit Zwangsbelüftung.

3.1.1. Funktionsweise der Zwangsbelüftung

Eine genaue Kenntnis der Luftströmung ist eine wesentliche Voraussetzung zum Verständnis der Schwankungen der Radonkonzentrationen. Wir werden daher in diesem Abschnitt dieses Problem etwas ausführlicher behandeln.

Die Zwangsbelüftung des Stollen erfolgt über eine permanent laufende Anlage, die wie folgt funktioniert:

Bild 3.1 Schema der Zwangsbelüftungsanlage und Luftströme

Im Eingangsraum zum Drainagestollen steht eine Anlage, welche Frischluft über einen seitlich am Anbau gelegenen Schacht ansaugt (Luftmenge Q0). Diese Luft wird gefiltert, leicht erhitzt (entfeucht) und durch eine in Fussbodenhöhe gelegene Oeffnung wieder in den Eingangsraum geblasen. Ein an der Anlage angebrachtes Manometer zeigt bei Normalbetrieb einen Saugunterdruck von ca. 400 Pa an; laut Herstellerangaben sollte die Nenn-Luftleistung 4000 m3/h betragen. Messungen am Ausblasgitter (9 Messpunkte verteilt über die Gitterfläche von 49 cm * 22 cm) ergeben eine mittlere Geschwindigkeit von 147 cm/s, so dass das ausgeblasene Luftvolumen Q1 in Wirklichkeit nur ca. 570 m3/h beträg

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Paragraph nicht zur Veröffentlichung zugelassen

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Diese Luft fliesst jetzt zum Teil durch das Fussgitter, welches den Wassergraben überdeckt, in einen aussen befindlichen Kanalschacht. Man kann sehr leicht einen kräftigen Luftstrom feststellen, der durch die Schlitze des Kanaldeckels austritt (v = 170 bis 180 cm/s, Luftmenge Q3 = 60 m3/h). Vom Schacht geht ein Überlaufrohr zur etwas tiefer gelegen Wiese, wo es sichtbar und gut zugänglich mündet. Hier kann keine austretende Luftströmung beobachtet werden, so dass wahrscheinlich ein Syphon dieses Rohr von dem Teil des Kanalschachts in welchen die Ventilationsluft einströmt abtrennt.

Unter der nicht luftdicht schliessenden Eingangstür befindet sich ein circa 1 cm breiter Schlitz, durch welchen kräftig Luft in den Vorraum hineinströmt (v = 20 cm/s, Q2 = 9 m3/h). Die Ursache dieser Strömung ist wahrscheinlich im Sogeffekt zu suchen, welche die an der Tür hochströmende Ventilationsluft an dem Bodenschlitz verursacht.

Der Gesamtluftstrom Q4 = (Q1-Q3) +Q2 @ 519 m3/h wird in den durch ein seitlich der Stollentür befindliches Gitter in den Drainagestollen gedrückt und bewirkt dort eine Strömung welche immer in den Stollen hineinfliesst.

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Paragraph nicht zur Veröffentlichung zugelassen

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3.1.2. Luftgeschwindigkeit und Strömungsvolumen

Die Luftgeschwindigkeit im Drainagestollen ist immer sehr gering (max. 20 cm/s), und gewöhnlich am höchsten in Bodennähe. Der Neutralpunkt an welchem die Luftgeschwindigkeit Null wird liegt in ca. 1 m Höhe. Im Kopfteil des Ganges ist entweder keine Luftbewegung festzustellen, oder aber seltener eine sehr schwache Strömung in umgekehrter Richtung; dies zeigt dass es eventuell zur Bildung einzelner Konvektionszellen kommen kann (siehe Bild 3.2).

Bild 3.2 Querschnitt des Drainagestollen und Strömungsprofile (links vor Aufspaltung am Punkte # 2037, rechts danach)

Nimmt man eine mittlere Geschwindigkeit von 10 cm/s über den ganzen Querschnitt (S=1.693 m2) an, so erhält man eine Reynoldszahl von

seo97_rnx_32a.gif (592 bytes)

wobei

R = hydraulischer Radius = 0.655 m   (R = 2*Querschittsfläche/Stollenumfang)

n : kinematische Viskosität der Luft = 15.3*10-6 bei einer Temperatur von 10° C und einem Luftdruck von 940 Hpa (typische Werte im Stollen) [ Recknagel, 1992; Netz, 1983]

Da Re > 2300 ist die Strömung im allgemeinen nahe am Stolleneingang turbulent.

Am 8/12/96 wurde mit einem sehr empfindlichen Differenzdrucksensor (Fa. Genitron, Sensor = Setra, +/- 5 Pa) der Differenzdruck über eine Strecke von 100 m zwischen 2 auf dem selben Niveau gelegenen Punkten gemessen. Punkt 1 liegt etwas vor der Abzweigung beim Rittmeyer-Pegelmesser, Punkt 2 bei der Anlage von Prof. Bonatz. Der gemessene Differenzdruck beträgt 0.055 Pa; die maximale Luftgeschwindigkeit im Fussgraben v=5-10 cm/s.

Nach dem Gesetz von Darcy-Weisbach stehen Druckabfall und Strömungsgeschwindigkeiten in in folgendem Zusammenhang [ Recknagel] :

seo97_rnx_32b.gif (426 bytes)

wobei

   R  hydraulischer Radius [ m]

   r   Luftdichte [ kg/m3]

   L   Ganglänge [ m]

   v   Luftgeschwindigkeit [ m/s]

   f    Reibungszahl

Dies ergibt mit dp=0.055 Pa, L=100 m, r =1.2 kg/m3 und R=0.655 m eine mittlere Geschwindigkeit von

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Die Reibungszahl f kann aus der Wandrauigkeit e errechnet werden: [ Recknagel, 1992] :

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Bei relativ glatten Betonröhren kann man einen mittleren Wert von e = .003 m annehmen; dies ergibt f = 0.02.

Somit wäre v = 2 m/s, ein Resultat welches mindestens um den Faktor 10 zu hoch ist. Das Problem lässt sich zumindest teilweise so erklären, dass die apparente Reibungszahl in Wirklichkeit wegen des nicht gradlinigen Stollen und seines nicht kreisförmigen Querschnitts beträchtlich höher sein muss [ Atkinson, 1983] . Eine Geschwindigkeit von 0.05 m/s könnte mit einer apparenten Reibungszahl von f = 1.3 erklärt werden.

Die Frischluft durchströmt den gesamten Drainagestollen und fliesst sowohl über die Stichleitungen S1 bis S13 als auch (im allgemeinen) über die zwei Belüftungsleitungen B7 und B8 aus. In den zahlreichen kleineren Drainagerohren welche in den Stollen münden wurde praktisch nie eine bedeutende Luftbewegung festgestellt.

Laut Plan münden die Stichleitungen in einer geschlossenen (?) Ringleitung HP, welche auf dem Niveau des Beckengrundes das gesamte Oberbecken umgibt. Die beiden Belüftungsleitungen münden in zwei am Beckenhang angebrachten Ausströmungsschächte. Versuche mit Räucherstäbchen an den Abschlüssen des Drainageganges zeigten dass das Ausströmung in die Belüftungsleitungen oft deutlich stärker als dasjenige in die Stichleitungen ist.

Dass die Luft überhaupt durch diese Stichleitungen ausströmt lässt sich schwer erklären, es sei denn:

  • es gibt eine Verbindung zwischen Belüftungs- und Stichleitungen (der Plan zeigt jedoch keine solche Verbindung auf)
  • es gibt irgendwo in der Ringleitung HP entweder eine Leckage oder einen Ausgang zur Aussenluft.
  • es gibt ein Zwangsgebläse in der Ringleitung, welche ein kontinürliches Durchströmen dieser Leitung bewirkt. Eine solche Anlage konnte jedoch nicht auf den Plänen gefunden werden und ist dem technischen Leiter Ing.Tonino unbekannt.

Typische Werte der Strömungsgeschwindigkeiten sind (Messserie vom 02/10/96, alle Werte aus dem Gang ausströmend):

Fusshöhe: 35 cm/s bei Punkt Rittmeyer, 4 cm/s bei Hauptkreuzung (Messpunkt # 2037)

Belüftungsrohre: B7: 80 cm/s, B8: 35 cm/s

Stichleitungen: S7: 25 cm/s, S8: 55 cm/s, S11: 55 cm/s, S12: 35 cm/s, S13: 35 cm/s

Wie schon erwähnt existieren 2 Belüftungsleitungen (B7, B8) und 13 Stichleitungen (S1 bis S13), alle von 20 cm Durchmesser (Ausnahme: S1 hat einen Durchmesser von 30 cm und mündet nicht in die Ringleitung. Trotzdem strömt die Luft aus dem Gang in S1 hinein).

Am 8/12/96 wurden an allen Leitungen die Luftgeschwindigkeiten in der Mitte des Rohrquerschnittes gemessen, so dass eine Bilanz über die ausströmende Luftmenge und also auch über das von der Zwangsbelüftung gelieferte Luftvolumen gemacht werden kann. Bei den gegebenen Rohrdurchmessern und Geschwindigkeiten sind alle Strömungen turbulent [ siehe Recknagel, 1992, Diagramm 147-2] ; die zum Berechnen des Durchflusses benötigte mittlere Geschwindigkeit beträgt in diesem Fall ca. 85% der in der Mitte gemessenen Maximalgeschwindigkeit [ Recknagel, 1992] :

Leitung Durchmesser [ cm] und Lage, vom Eingang herkommend v

[ cm/s]

Richtung,vom Stollen aus gesehen Durchfluss = 0.85*S*v in m3/h
S1 30 30 in Rohr einströmend 65
S2 20, links 30 in Rohr einströmend 29
S3 20, links 25 in Rohr einströmend 24
S4 20, rechts 50 in Rohr einströmend 48
S5 20, links 25 in Rohr einströmend 24
S6 20, rechts 35 in Rohr einströmend 34
S7 20, Gangende 30 in Rohr einströmend 29
S8 20, Gangende 20 in Rohr einströmend 19
S9 20, Kreuzung 25 in Rohr einströmend 25
S10 20, Kreuzung 30 in Rohr einströmend 29
S11 20, Gangende 40 in Rohr einströmend 38
S12 20, Gangende 45 in Rohr einströmend 43

S13

 20, Gangende 40 in Rohr einströmend 38

B7

 20, Gangende 35 aus dem Rohr in den Gang einströmend (1) -34

B8

 20, Gangende 0 nicht messbar (1) 0

(1) An diesem Tage war Kaltwetter; Aussentemperatur ca -2° C, praktisch Luftstille. Es ist dies das einzige Mal wo ein Einströmen in den Stollen über die Belüftungsleitung beobachtet werden konnte. Dies lässt sich erklären, wenn das Belüftungsrohr an einer tiefer gelegenen Stelle als der Drainagestollen nach Aussen mündet. Dies ist tatsächlig der Fall für eine Rohr, wleches deutlich sichtbar am Rand der Ungehungsstrasse mündet, ca.30 m von dem im Hang stehenenden vertikalen Luftschacht

Bilanz:         aus dem Gang in die Leitungen hinaus: 444 m3/h

                    aus den Leitungen in den Gang hinein: 34 m3/h

von der Ventilation geliefert: @ 410 m3/h

Wie man sieht, beträgt die von der Zwansgbelüftung gelieferte Luftmenge noch 48 resp. 119 m3/h an den Stollenenden; dieses Volumen reicht vollkommen aus um ein gefahrloses Begehen zu ermöglichen (benötigtes Volumen etwa. 3 m3/h pro Person [ Recknagel, 1992] ).

Wir können die Bilanz der Stich- und Belüftungsleitungen mit derjenigen vergleichen, die wir im Kapitel 3.1. auf Grund der Messungen am Gebläse und im Eingangsraum gemacht haben: das in den Stollen einströmende Volumen beträgt dort ca. 519 m3/h. Bedenkt man dass die Durchflussmessungen relativ ungenau sind, so stimmen beide Resultate zufriedenstellend überein. Dass die durch die Stichleitungen auströmende Luftmenge geringer als die welche die Belüftung in den Stolleneingang bläst, könnte sich auch durch uns unbekannte kleine Leckagen im Stollen erklären lassen.

3.2. Luftströmung bei abgeschalteter Zwangsbelüftung

Bei abgeschalteter Frischluftanlage kann keine Luftströmung mehr mit dem Hitzdrahtanemometer (Nachweisgrenze 1 cm/s) gemessen werden. Versuche mit Räucherstäbchen zeigten jedoch dass es trotzdem eine geringe natürliche Ventilation gibt: durch die beiden Belüftungsrohre B7 und B8 strömte im Moment der Messungen Frischluft in den Stollen hinein (die Luftrichtung ist also umgekehrt gegenüber dem Normalbetrieb; es ist jedoch möglich, dass diese Strömungsrichtung sich mit den meteorologischen Gegebenheiten aussen ändern kann).

Durch die Stichleitungen Sx fliesst entweder keine oder nur eine verschwindend geringe Luftmenge; die eventuelle Strömungsrichtung ist hier nicht überall die gleiche, sondern an einigen Stichleitungen kann man ein extrem schwaches Ausströmen, an andern ein geringes Einströmen feststellen. Diese Feststellung entwertet wahrscheinlich die Hypothese eines in der Ringleitung angebrachten Zwangsgebläses, es sei denn dass dieses hypothetische Gebläse mit dem Hauptgebläse ein- aund ausgeschaltet würde.

Im Drainagestollen selbst lässt sich deutlich in Fussbodennähe (besonders in der Abflussrinne am Boden) eine Luftströmung vom Stollenende zum Stolleneingang feststellen; in Deckenhöhe ist die Strömungsrichtung normalerweise umgekehrt. Dies zeigt auf mögliche Konvektionszellen bei abschalteter Zwansbelüftung hin.

Ein Begehen des Stollens bei abgeschalteter Anlage scheint ungefährlich; am Rittmeyer Punkt wurde eine CO2 Konzentration von nur 650 ppm gemessen (Instrument: NDIR Sensor ECO2, Edinburgh Sensors). Einer der Autoren machte eine Befahrung bis hin zu den beiden Stollenenden und konnte kein subjektives Problem hinsichtlich der Luftqualität feststellen.

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4. Radon- und Gammastrahlung bei Zwangsbelüftung    (Normalbetrieb)

4.1. Zeitliche Konzentrations-Schwankungen

Die im Stollen gemessene mittlere Radonkonzentration ist gering: Der Mittelwert über 181 Tage (26064 Messungen) in der Periode von November 95 bis Juni 96 beträgt 72 Bq/m3. Minimal- und Höchstwerte sind resp. 3 und 1944 Bq/m3. Der Wert von 500 Bq/m3 wurde insgesamt nur während 5 Stunden (von 4344 Stunden Messzeit) überschritten. Eine säsonale Differenzierung lässt sich nicht nachweisen.

Für die gleiche Periode liegen die Werte der Gammastrahlung wie folgt:

Minimum : 100 nSv/h

Maximum : 370 nSv/h

Mittelwert : 140 nSv/h

Die Standardabweichung ist hier praktisch gleich der Quadratwurzel des Mittelwertes, gemäss der Theorie der radioaktiven Strahlung.

Bild 4.1 zeigt einen typischen Verlauf der Radon- und Gammastrahlungswerte für die Woche vom 19ten bis 25ten November 1995. Im Allgemeinen kann im Falle des zwangsbelüfteten Stollens keine Korrelation zwischen Gammastrahlung und Radonkonzentration festgestellt werden. Dies ist jedoch nicht mehr der Fall beim unbelüfteten Stollen, wie später noch gezeigt wird.

Bild 4.2 zeigt für die gleiche Periode neben dem Verlauf der Radon-220 Aktivität (in Bq/m3) und die Schwankungen des atmosphärischen Luftdrucks, sowie Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit im Stollen.

Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit sind im zwangsbelüfteten Stollen nahezu konstant, wie zu erwarten ist. Die Messserie lässt keinen Zusammenhang zwischen Radonkonzentration und atmosphärischem Luftdruck erkennen.

Bild 4.1 Radonkonzentration und Gammastrahlung vom 19ten bis 25ten November 1995
Bild 4.2. Radonkonzentration, Luftdruck, Temperatur und relative Feuchte vom 19ten bis 25ten November 1995

In der Zeit vom 19ten bis 27ten November 96 funktionierten 2 Alphaguards im Dauerbetrieb bei eingeschalteter Belüftung: das erste Gerät war 2 Meter vom Stollenabschluss der rechten Abzweigung, das zweite an entsprechender Stelle der linken Abzweigung disponiert.. Beide Geräte waren in ca. 50 cm Höhe aufgestellt, nahe der Gangmitte und dem Neutralpunkt der Luftströmung. Bild 4.3 zeigt den Verlauf der Radonaktivität an beiden Messpunkten: während am linkenStollenende die üblichen Werte gemessen werden zeigt die Serie rechten Gangabschluss vier kurze Radonpeaks, welche jedoch praktisch keinen Einfluss auf den Mittelwert haben.

rechter Stollenabschluss

linker Stollenabschluss
Mittelwert 115 Bq/m3 104 Bq/m3
Minimum 7 Bq/m3 0 Bq/m3
Maximum 2128 Bq/m3 260 Bq/m3
Bild 4.3 Radonwerte an den Stollenenden bei funktionierender Zwansgbelüftung

Schlussfolgerung:

Sowohl die Radonkonzentration wie auch die Gammastrahlung erreichen beim zwangsbelüfteten Stollen normalerweise Werte, die mit den Aussenwerten vergleichbar sind; dies obwohl die Zwangsbelüftung eventuell nicht korrekt oder nicht optimal funktioniert. Eventuelle Radonpeaks sind von sehr kurzer Dauer und stellen nur seltene, vereinzelte Ausnahmefälle von einem allgemeinen Grundverhalten dar.

4.2. Hängt die Radonkonzentration von der Intensität der Luftströmung ab?

Die Geschwindigkeit der vom Gebläse erzeugten Luftströmung ist nicht konstant, sondern schwankt merklich um einen Mittelwert. Diese Schwankungen haben ihren Urspung sowohl in einem nicht ganz gleichmässigen Funktionieren des Gebläses, als auch in eventuellen Resonanz- und Turbulenzphenomänen im Stollen.

Wir werden die Werte vom Februar 1996 zur Analyse eines eventuellen Zusammenhangs zwischen Luftströmung und Radonkonzentration benutzen (4176 Messwerte, welche zu 696 stündlichen Mittelwerten reduziert werden).

Bild 4.4 zeigt den zeitlichen Verlauf der Stundenmittelwerte.

Bild 4.4 Radonkonzentration und Luftgeschwindigkeit (Feb.96)

Auch wenn dieses Bild keinen ins Auge springenden Zusammenhang zeigt, so ergibt eine Korrelationsberechnung folgendes Resultat:

Der Korrelationskoeffizient zwischen c(Rn) und v beträgt r = -0.22; die negative Korrelation ist signifikant bei alpha=0.01.

Bild 4.5 stellt die Radonwerte in Funktion der Luftströmung dar, mit der errechneten linearen Ausgleichsgeraden.

Bild 4.5. Radonkonzentration in Funktion der Luftgeschwindigkeit bei eingeschalteter Zwangsbelüftung

Wie zu erwarten, verringern sich die Radonwerte mit steigender Luftgeschwindigkeit, d.h. also mit steigendem Belüftungsvolumen. Der Einfluss der Luftströmung innerhalb der vorgegebenen Schwankungen ist jedoch gering.

5. Dynamik der Radon- und Gammastrahlungswerte bei abgeschalteter

   Zwangsbelüftung.

Wie wir gesehen haben, erreicht die Radonkonzentration im Allgemeinen keine hohe Werte bei eingeschalteter Zwangsbelüftung, und auch die Gammastrahlung bwegt sich immer in normalen Grössenordnungen. Das Abschalten der Zwangsbelüftung lieferte jedoch überraschende und interessante Resultate, die wir in diesem Kapitel behandeln. Im Laufe unserer Untersuchungen wurde die Belüftung dreimal für eine längere Zeitspanne abgeschaltet: das erste Mal vom 10ten März 96 bis 17ten März 96, das zweite Mal vom 21ten Juni bis 1ten Juli 96, und das dritte Mal vom 23ten Oktober 96 bis 6ten November 96. Wir werden diese Perioden jetzt einzeln studieren.

5.1. Messperiode vom 10ten bis 17ten März 1996

Während dieser Periode wurde die Radonkonzentration von einem Alphaguard gemessen, welcher vor dem Kreuzungspunkt auf dem Boden des Stollens aufgestellt war. Bei abgeschalteter Zwangsbelüftung ist die Luftströmung, sofern vorhanden, nicht mehr messbar (siehe Kapitel 3.2). Die verfügbaren Messwerte sind daher diejenigen des Alphaguard: Radonkonzentration, Temperature, Feuchte und Luftdruck.

Bild 5.1 zeigt den zeitlichen Verlauf der Radonwerte und des Luftdrucks.

Bild 5.1 Radonkonzentration und Luftdruck 11-17 März 1996

Zu Beginn der Messperiode funktionierte die Zwangsbelüftung noch; Bild 5.2 zeigt die Anfangswerte bis zum 11ten März, 23:50. Nach dem Abschalten der Belüftung am 10ten März um 18:00 erhöhen sich die Radonwerte um fast einen Faktor 6 !

Mittelwert bis zum 10/03 18:00:         61 Bq/m3

Auschalten der Belüftung: 10/03        18:00

Mittelwert am nächsten Tag:              160 Bq/m3

Die gesamte Messperiode kann in 4 Etappen eingeteilt werden:

Periode Zwangsbelüftung Mittelwert c(Rn) Anmerkung
10/03

08:40 -> 17:50

 ein 61 Bq/m3 Luftdruck fällt
10/03 18:00

13/03 18:00

 aus 175 Bq/m3 Luftdruck fällt
13/03 18:10

16/03 18:00

 aus 3510 Luftdruck erreicht Minimum
16/03 18:10

17/03 08:40

 aus 225 Luftdruck steigt wieder
Bild 5.2 Anstieg der Radonkonzentration nach Abschalten der Zwangsbelüftung

Erstaunlich an dieser Messreihe ist das plötzliche Ansteigen der Radonwerte am 14ten und 15ten März, wobei an letzterem ein Spitzenwert von 11264 Bq/m3, also fast das Hundertfache des "Normalwertes" gemessen wird.

Woher diese plötzlichen Spitzenwerte?

Eine Analyse der meteorologischen Lage zeigt eine stabile, regenfreie Lage während der ganzen Messperiode; weder Temperatur, Feuchte noch Windverhältnisse wàhrend der beiden "Spitzentage" unterscheiden sich mekrlich von denjenigen der andern Tage. Auffallend ist nur dass die Sptzenwerte mit einem Luftdrucktief zusammenfallen.

Wir wissen [ Kies, 1995; Massen, 1997] dass in unterirdischen Räumen die Radonkonzentration dann Höchstwerte erreicht, wenn die Luftbewegungen möglichst gering sind, d.h. wenn jeder Luftaustausch mit der Aussenwelt verschwindet. Im Falle des SEO Stollens kann auch bei ausgeschalteter Belüftung Aussenluft über zwei verschiedene Wege in den Gang hineinströmen: entweder unter der Eingangstür hinein in den Stollen, oder in umgekehrter Richtung durch die Belüftungsrohre B, welche am Beckenrand aussen in die Belüftungsschächte münden. Die Richtung dieser Luftbewegung (die wie gesagt nicht mehr mit unsern Instrumenten messbar ist) hängt von dem Verhältnis der klimatischen Bedingungen innen und aussen ab. Bild 5.1 zeigt dass die sehr hohen Radonkonzentrationen zeitlich mit einem Luftdrucktief zusammenfallen. Nun ist es jedoch nicht der barometrische Luftdruck welcher ein Ein- oder Ausströmen von Frischluft in den Stollen bewirkt, sondern die Differenz dP zwischen Aussen- und Innendruck. Stollen und Oeffnungen nach Aussen liegen auf verschiedenen Höhen, so dass sich eine Kaminwirkung aufgrund verschiedener Luftdichten einstellen kann [Andrieux, 1970; Massen, 1997; Kies, 1995] . Diese Kaminwirkung ist am geringsten, wenn die Luftdichten aussen und innen die gleichen sind; anders ausgedrückt wenn die Differenz dr dieser Dichten null oder minimal ist (dP ist ja proportional zu drho)

Wir wollen diese Erklärung jetzt überprüfen. Da die Luftdichte von der Temperatur, dem Luftdruck und in geringerem Masse auch von der Luftfeuchte abhängt, benutzen wir folgende Formel zu ihrer Berechnung [ Massen, 1997] :

seo97_rnx_52a.gif (1153 bytes)

Wir benötigen also Messwerte für Temperatur, Druck und Feuchte. Das Alphaguard stellt diese Werte für den Stollen zur Verfügung; der Luftdruck im Stollen ist praktisch gleich dem Aussendruck. Die Temperatur- und Feuchtewerte beziehen wir aus den Messungen der automatischen meteorologischen Station des Lycée Classique de Diekirch, welche ca. 12km entfernt gelegen ist, und von einem der Autoren (Massen) betrieben wird. Da diese Station ca. 150 m tiefer als das Oberbecken liegt, korrigieren wir die Temperaturwerte um 2 Grad Celsius nach unten. Praktisch bewirkt diese Korrektur einen Offset der Differenz in Richtung von höheren Werten.

Bild 5.3 zeigt das Result der Berechnung: die Radonwerte steigen, wenn die Differenz dr der Luftdichten zwischen Aussen und Stollen klein oder fast Null wird: mit kleiner werdendem drho verringern sich die thermisch bedingten Luftbewegungen, und nach einer Latenzzeit von 3 bis 6 Stunden erreicht die Radonkonzentration Spitzenwerte, die umso höher sind, je geringer dr ist. Je geringer dr , um so rascher steigen die Radonwerte, und umso kürzer wird die Latenzzeit bis zum Erreichen der maximalen Konzentration. Die niedrigen dr Werte am 10/03 rühren von der Zwangsbelüftung her, welche frische Aussenluft in den Stollen bläst, und sind also kein Zeichen von geringer Luftbewegung; daher also auch keine hohen Radonwerte an diesem Ta

Bild 5.3 Radonkonzentration und Differenz der Luftdichten zwischen Aussen und Innen

Hohe Radonwerte sind also nicht zwangsläufig eine Folge ausgeschalteter Belüftung; hinzu muss eine gegen Null tendierende Differenz der Luftdichten zwischen Innen und Aussen kommen. Wie schon gesagt, ist der Einfluss der Feuchte auf die Luftdichte gering. Zum Vorhersagen eines möglichen Radonspitzenwertes bei abgeschalteter Zwangsbelüftung genügt also praktisch die Kenntnis von Temperatur und Luftdruck. Da die Temperatur im Stollen zwischen 8 und 10 Grad Celsius liegt, müsste man lediglich Aussentemperatur und Luftdruck kennen um dr nach folgender Formel zu berechnen:

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Falls dr kleiner als ca. 0.02 kg/m3, wäre eine Befahrung des Stollens zu vermeiden.

Die vorliegende Messserie zeigt klar und deutlich, dass die Gammastrahlung hauptsächlich ein Folgeprodukt der Zerfälle des Radon und seiner Töchter ist (Bild 5.4)

Bild 5.4 Radonkonzentration und Gammastrahlung

Bei abgeschalteter Belüftung ist die Korrelation zwischen c(Rn) und Gammastrahlung ist sehr hoch: r =0.94 (1002 Werte; die Korrelation ist signifikant mit a =0.01):

c(Rn) = -5471 + 41*Gamma (c(Rn) in Bq/m3, Gamma in nSv/h)

Da Radonmessapparate teuer und zum Teil umständlich im Gebrauch sind, würde ein relatif billiger Geigerzähler als Warninstrument genügen.

5.2 Messperiode vom 19ten Juni bis 1ten Juli 1996

Während dieser Messkampagne wurde die Radonkonzentration von 2 Alphaguards gemessen: ein Gerät war am Kreuzungspunkt aufgestellt, das andere am Stollenende der linken Abzweigung. Zusätzlich wurde die Druckdifferenz zwischen 2 Punkten, welche 100 m entfernt waren, mit einem hochpräzisen Setra Differentdruckmesser gemessen, sowie die CO2 Konzentration der Luft. Die Messwerte dieser beiden Geräte wurden in einem Mikromec Datenlogger abgespeichert. Die Messungen starteten am 19ten Juni um 16:00, zu einem Moment, wo die Zwangsbelüftung noch funktionierte. Die CO2 Werte sind vergleichbar mit den normalen Aussenwerten (ca. 350 ppm); die Druckdifferenz ist so klein, dass die Werte im normalen Schwankungsbereich des Sensoren liegen, und also nicht zur Feststellung der Richtung der Luftbewegung brauchbar sind. Durch einen wahrscheinlichen Isolationsfehler sprang der FI-Schalter, welcher die 240V Leitung schützte, am 20ten Juni um 11:00 aus; dies stoppte das Funktionieren des CO2 Sensoren und des Computer-gesteuerten Geigerzähler. Es bleiben also nur die Werte der 2 Batterie-betriebenen Alphaguards zur Verfügung (Radon, Temperature, Feuchte und Luftdruck).

Die Ventilation selbst wurde am 21ten Juni um 11:00 ausgeschaltet. Bild 5.5 zeigt die Radonwerte am Kreuzungspunkt und am Stollenende und den Luftdruck.

Wie schon in der ersten Messkampagne, finden wir auch hier leicht erhöhte Radonwerte nach dem Abschalten der Belüftung, und zwei bemerkenswerte sychrone Radonpeaks an beiden Messstellen, die dieses Mal jedoch nicht mit dem tiefsten Luftdruck der ganzen Periode zeitlich zusammenfallen! Man könnte höchsten feststellen, dass beide Peaks zeitlich nahe an lokalen Luftdruckminima von relativ kurzer Dauer liegen.

Bild 5.5 Radonwerte und Luftdruck am Kreuzungspunkt und Stollenende

Die Radonwerte steigen diesmal im Mittel nur um ca. 50 Bq/m3 nach dem Abschalten der Belüftung; die folgende Tabelle gibt die über 48 Stunden gerechneten Mittelwerte wieder:

                                                   Kreuzung

 Stollenende
Mittelwert über 48 Stunden bei eingeschalteter Belüftung 107 Bq/m3 91 Bq/m3
Mittelwert über 48 Stunden nach Auschalten der Belüftung 154 Bq/m3 153 Bq/m3
Anstieg der Radonkonzentration 46 Bq/m3 62 Bq/m3

Die meteorologische Lage weist keine Besonderheiten auf; der Niederschlag ist vernachlässig klein. Wir wollen deshalb wie im vorherigen Fall die Radonwerte mit der Differenz dr der Luftdichte zwischen Aussen und Innen vergleichen; Bild 5.6 zeigt dass die Radonpeaks diesmal nicht mit den Nullwerten, sonden mit den minimalen Werten der Differenz dr zusammenfallen.

Bild 5.6 Die Radonpeaks fallen zeitlich mit den Minima der Differenz der Luftdichten zusammen.

 

5.3 Messperiode vom 23ten Oktober bis 6ten November 1996

Während dieser Messperiode war ein Alphaguard an der Ausblasstelle der abgeschalteten Zwangsbelüftung aufgestellt; ein zweites Gerät funktionierte so wie bei der vorherigen Messung am Ende der linken Gangabzweigung. Das erste Gerät funktionierte vom 23ten Oktober 96 12:40 bis 4ten November 96 13:20; das zweite vom gleichen Startzeitpunkt bis zum 6ten November 02:40.

In unsern ersten Analysen werden wir die gemeinsame Periode vom 24ten Oktober 96 00:00 bis 3ten November 96 23:50 benutzen; alle Werte sind Stunden-Mittelwerte.

Die Mittel- und Extremwertewerte der beiden Geräte sind wie folgt:

Messpunkt Mittelwert ± Standardabweichung minimum Maximum
Eingang, am Fusse der abgeschalteten Zwangsbelüftung 113 ± 43 4 292
Stollenende, linker Gang 2789 ± 4382 32 19336

Die Radonwerte am Stollenende erreichen extrem hohe Werte, welche nicht an entsprechend steigende Werte am Eingang gekoppelt. Eine Analayse der Wetterbedingungen gibt keine Angaben auf aussergewöhnliche Ereignisse wie Sturm oder hoher Niederschlag.

Bild 5.7 zeigt beide Messserien im Vergleich.

Bild 5.7 Radonwerte am Stollenende und Ausblasgitter der abgeschalteten Zwangsbelüftung

Bild 5.8 gibt die Radonwerte am Stollenende zusammen mit dem Luftdruck, und Bild 5.9 die gleichen Werte zusammen mit der Differenz der Luftdichten Ausen-Innen.

Bild 5.8 Radonwerte und Luftdruck

Wie im Falle der ersten Messserie könnte man meinen, dass die Radonspitzen mit den Tiefstwerten des Luftdrucks zusammenfallen. Ein Vergleich mit der Differenz der Luftdichten zwischen Aussen und Innen ergibt jedoch, wie schon bei den beiden vorherigen Serien,, einen sehr deutlichen Zusammenhang: die Radonspitzenwerte fallen zeitlich nahe mit den Minimalwerten der Differenz der Luftdichten zwischen Aussen und Innen zusammen

Bild 5.9 Radonwerte und Differenz der Luftdichten zwischen Aussen und Innen

Ein absoluter Spitzenwert von 19830 Bq/m3 wurde am 4ten November gemessen. Die folgenden Grafiken geben die Lage während der beiden Tage des 4ten und 5ten November wieder. Die folgenden Grafiken zeigen die über eine Stunde gemittelten Werte: der Verlauf der Radonkonzentration und des Luftdrucks zeigt dass die Spitzenwerte dieses Mal nicht mit einem Luftdruckminimum zusammenfallen (oberer Graph). Wie in den vorhergehenden Serien liegen die Radonmaxima zeitlich nahe an den Minima der Luftdichtedifferenz.. Während diesen beiden Tagen blies ein starker Wind, mit Spitzenwerten von ca. 6 m/s gemessen in Diekirch (Tallage); siehe dritte Grafik.. Die entsprechenden Werte auf dem Mont Saint Nicolas sind sicher beträchtlich höher. Es lässt sich jedoch kein Zusammenhang zwischen Windgeschwindigkeit und Radonkonzentration erkennen: die Radonwerte fallen nicht mit steigender Luftgeschwindigkeit, wie dies z.B. in der von Aussen belüfteten Höhle von Moestroff der Fall ist [ Massen, 1977] . Dies heisst dass die Windverhältnisse am Mont Saint Nicolas die natürliche Luftzirkulation im Drainagestollen nicht oder nur sehr wenig beinflussen. Würde der Aussenwind Frischluft in den Stollen hineinblasen, müsste die Differenz der Luftdichten mit steigendem Aussenwind gegen Null tendieren; die untere Grafik zeigt, dass dies nicht der Fall ist.

Bild 5.10 Radon, Luftdruck, Differenz der Luftdichten sowie Aussenwind (gemessen in Diekirch)

 

Schlussfolgerung:

Die drei Messserien zeigen klar, dass bei abgeschalteter Zwangsbelüftung mit hohen bis sehr hohen Radonwerten zu rechnen ist. Diese Spitzenwerte stellen trotzdem insgesamt eine Ausnahmesituation dar, welche nur dann eintrifft wenn die Differenz der Luftdichten zwischen Aussen und Innen minimal ist, das heisst wenn die Luftbewegung im Stollen praktisch gegen Null tendiert.

6. Aendert sich die Radonkonzentration mit dem Pegelstand

   des Oberbecken ?

Ein hoher Pegelstand erzeugt einen hohen Druck auf das Gefüllmaterial, welches unterhalb des Beckenbodens liegt. Es wäre nicht unmöglich, dass dieser Druck eine erhöhte Ausgasung des Radon bewirkt. Möglich wäre auch, dass die plötzliche Druckänderung bei steigendem oder fallendem Pegel ein erhöhtes Ausgasen als Folge hat [ von Philipsborn, 1977] Diese eventuellen Radonänderungen sind höchstwahrscheinlich gering, und tatsächlich lässt sich bei eingeschalteter Zwansgbelüftung kein Einfluss des Pegelstandes oder seiner Änderungen auf die Radonkonzentration feststellen.

Wir müssen also unsere Analyse auf Perioden ohne Belüftung beschränken, und auch hier die Zeitabschnitte mit hohen Radonpeaks ausklammern.

Bild 6.1 zeigt die Radonwerte und Pegelstände (Rittmeyer Pegel) für die Periode vom 10ten März 96 18:00 bis 13ten März 12:00 Uhr. Die Radonwerte (Messrate 30 Minuten) wurden mit einem digitalen Tiefpass gefiltert (Eckfrequenz 1 h-1) und dann über eine halbe Stunde gemittelt, die Pegelstände (Messrate 1 Minute) wurden über eine halbe Stunde gemittelt.

Bild 6.1 Pegelstand und Radonkonzentration bei abgeschalteter Belüftung (10 - 13 März 1996)

Pegelstand und Radonwerte schwanken in einem 24 Stunden Rythmus; im Gegensatz zu der oft in unterirdischen Räumen üblichen Lage erreicht die Radonkonzentration ihr Tagesmaximum jedoch nicht in der Nacht [ Massen, 1997] , sondern am Nachmittag, mit einer Verzögerung von ca. 8 bis 10 Stunden auf den Pegelhöchststand. Bild 6.2 zeigt die Kreuzkorrelation der beiden Parameter: der erste Spitzenwert entspricht einer Verzögerung des Radonsignals von 16*0.5 = 8 Stunden, im Einklang mit dem visuell geschätzten Wert.

Bild 6.2 Mess-Serie März 1996: die Kreuzkorrelation zwischen Radon- und Pegelsignal deutet auf eine Verzögerung des Radonsignals von ca. 8 Stunden hin.

Bild 6.3 gibt die gleichen Parameter für die Periode vom 22ten Juni 00:00 bis 25ten Juni 1996 09:50. Sowohl die Zeitserien als auch die Kreuzkorrelation (siehe Bild 6.4) deuten wieder auf ein zeitliches Nachlaufen des Radonsignals von etwa 9 Stunden hin.

Beide Messserien dokumentieren einen möglichen Zusammenhang zwischen Pegelstand und Radonkonzentration: bei fallendem Pegel steigen die Radonwerte, und die Spitzenwerte des Radonsignals werden in der Regel um die 8 bis 9 Stunden nach dem Pegelhöchststand erreicht.

Bild 6.3 Pegelstand und Radonkonzentration bei abgeschalteterBelüftung (22 - 25 Juni 1996)
Bild 6.4 Mess-Serie Juni 1996: die Kreuzkorrelation zwischen Radon- und Pegelsignal deutet auf eine Verzögerung des Radonsignals von ca.9 Stunden hin.

Drei Argumente sprechen für diesen Zusammenhang:

Wie schon angedeutet, werden die Radonspitzenwerte in unterirdischen Hohlräumen gewöhnlich spät in der Nacht (so gegen 5 Uhr), erreicht [ Massen, Kies & Schintgen, 1996; Massen, 1997] ; dann besteht oft eine

maximale Annàherung der Luftdichten Innen und Aussen, und also ein Minimum an Luftbewegung. Dies ist bei keiner der beiden Messerien der Fall: die Radonhöchstwerte treten stets erst nachmittags auf.

Radongas entweicht aus dem Gesteinsmaterial, wenn sich die Poren und Spalten dort öffnen [ von Philipsborn, 1997] : dies trifft zu bei abnehmenden Druck auf die Gesteinsmassen, also bei fallendem Pegel.Diese Freisetzung aus den Zwischenräumen zwischen den Mineralkörnern ist in trockenen Gesteinen und Böden höher als in feuchten [ von Philipsborn, 1990] . Das Auffüllmaterial unter dem Oberbecken ist eher trocken als feucht.

 

Schlussfolgerung:

Die Güte und Menge der Messwerte kann keinen kausalen Zusammenhangs zwischen Pegelstand (oder Aenderung des Pegelstandes) und Radonkonzentration hieb- und stichfest beweisen; die beiden Messserien im März und Juni deuten aber stark darauf hin, dass die Radonwerte mit fallendem Pegelstand zunehmen, und nach einer mittleren Latenzzeit von 8 bis 9 Stunden ab Pegelhöchststand ihr Maximum erreichen. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um diesen Zusammenhang zu bestätigen.

7. Allgemeine Schlussfolgerungen

Unsere Untersuchungen erlauben uns die am Anfang gestellten Fragen zu beantworten:

Die übliche Radonkonzentration im belüfteten Stollen ist vergleichbar mit der Aussenkonzentration; sie beträgt im Mittel 100-150 Bq/m3. Einige seltene und kurze Radonspitzen können Werte von einigen kBq/m3 erreichen. Bei eingeschalteter Belüftung konnte eine Änderung der Konzentration im Tagesrythmus nicht festgestellt werden,. Radonkonzentration und Gammastrahlung sind stark korreliert.

Nach dem Abschalten der Zwangsbelüftung erhöhen sich die Radonwerte im Allgemeinen um einen Faktor 2 bis 6. Oft werden jedoch Spitzenwerte erreicht, die 20 kBq/m3 übersteigen können. Diese hohen Werte können sich über einen Zeitraum von mehreren Stunden bis zu einigen Tagen erstrecken. Praktisch immer fallen die Radonspitzenwerte mit tiefen Werten der Differenz der Aussen- und Innenluftdichte zusammen; diese tiefen Werte markieren Perioden von sehr geringem Luftaustausch zwischen Aussen und Innen.

Nimmt man eine mittlere Konzentration von 10kBq/m3 und einen Gleichgewichtsfaktor von 0.3 an (typisch für Minengänge), so würde eine Begehung von 1 Stunde eine zusätzliche radioaktive Dosis von ca. 0.1 mSv bewirken [ Prime & O’Hara, 1991] ; ein Arbeitstag von 8 Stunden im Stollen ergäbe also eine Gesamtdosis von 0.8 mSv. Zum Vergleich: die mittlere Gesamtdosis der Hintergrundstrahlung in Luxemburg beträgt ca. 2mSv pro Jahr Der deutsche Strahlenschutz erlaubt eine maximale Dauerdosis für beruflich exponiertes Personal von 0.25 mSv/h, der luxemburgische Strahlenschutz setzt eine jährliche Maximaldosis für beruflich gelegentlich exponiertes Personal auf 150 mSv fest [ Richtlinien, 1962] .

Auch wenn die Begehung bei abgeschalteter Belüftung unserer Ansicht nach kein besonderes Strahlenrisiko bedeutet und keine grosse radioaktive Belastung darstellt, so wäre trotzdem aus Vorsichtsgründen ein Besuch des Stollens bei nicht funktionierender Belüftung zu vermeiden.

Unsere Untersuchung konnte keinen Zusammenhang zwischen Pegelstand und Radonkonzentration mit absoluter Sicherheit feststellen; die Resultate deuten jedoch auf eine mögliche geringe Erhöhung der Radonwerte bei fallendem Pegel hin.

Referenzen:

ANDRIEUX, C. - 1970 - Contribution à l’Etude du Climat des Cavités Naturelles des Massifs Karstiques. Chap. 5: Climatologie Souterraine, p.230-234. Annales de Spéléogie, tome 25, fasc.2, 1970.

ATKINSON, T.C., SMART, P.L. & WIGLEY, T.M.L. -1983 - Climate and Natural Radon Levels in Castleguard Cave, Columbia Icefields, Alberta, Canada. In: Arctic and Alpine Research, vol.15, no.14, 1983, p.487-502, 1983.

DETIENNE, J.M. - 1997 - Persönliche Mitteilung. (Jean-Marie Detiene, ingénieur en génie climatique, Université de Liège).

KIES, A. - 1995 - Radonmessungen in den Raschpëtzer. In: Kohl, Waringo, Faber: Raschpëtzer, Die Ausgrabungschronik der Jahre 1991-1995, S.213-219. SIT Walferdange.

MASSEN, F., KIES, A., SCHINTGEN, G. - 1996 - Problems and Results of Long-time Climatological Measurements in a Confined Maze Cave. in: A. Cigna (editor): Proccedings of the International Symposium Show Caves and Environmental Monitoring. Fabrosa Soprana, 1995.

MASSEN, F. (editor) -.1997 - The Moestroff Cave. A Study on the Geology and Climate of Luxembourg’s largest Maze Cave. Centre de Recherche Public Centre Universitaire (CRPCU), Luxembourg. ISBN 2-919900-00-5

PRIME D., O’HARA M. - 1991 - Radon Daughter Concentrations in Pooles Cavern, Derbyshire. Cave Science, vol.18, no.2, August 1991, p.71-74. transactions of the British Cave Research Association

RECKNAGEL -1992 - Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik. Oldenbourg, München, Wien.

RICHTLINIEN - 1962 - Richtlinien zum Schutz vor ionisierenden Strahlen aus radioaktiven Stoffen. Office des Assurances Sociales. Luxembourg. DK/CDU 614,989 : 539.16

von PHILIPSBORN, H. - 1991 - Radon und Radonmessung. Die Geowissenschaften, 8ter Jahrgang, No. 10, 1990, S.333.

von PHILIPSBORN, H. - 1997 - persönliche Mitteilung. (Prof. Dr. Henning von Philipsborn, Fakultät Physik, Universität Regensburg)

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