Der Bedarf an einer kleineren, transportableren Version des atmosphärischen Radon-222-Monitors mit 1.500 Litern Fassungsvermögen von ANSTO und mit einer auf das Internationale Einheitensystem rückführbaren Kalibrierung veranlasste das Team, einen 200-Liter-Radonmonitor zu entwickeln, der diese Anforderungen erfüllt.
Diese weltweit führende Dual-Flow-Loop-Zwei-Filter-ANSTO-Technologie wird an mehr als 30 Standorten auf der ganzen Welt eingesetzt, aber die Nachfrage wächst, da der Bedarf an einem besseren Verständnis der Prozesse, die die städtische Luftverschmutzung und das Klima antreiben, immer wichtiger wird.
Von der World Meteorological Organization als das beste der Welt für globale und atmosphärische Basisstudien anerkannt, wird es von der Internationalen Atomenergiebehörde und führenden Umweltüberwachungsorganisationen auf der ganzen Welt verwendet.
Die von ANSTO entworfenen Radonmonitore, die von Umweltwissenschaftlern hergestellt und gewartet werden, liefern unschätzbare Daten zur atmosphärischen Vermischung, um eine genaue Überwachung sich ändernder atmosphärischer Bedingungen zu unterstützen.
„Vor einigen Jahren erfuhren wir, dass ein Konkurrent ein Produkt gebaut hatte, das nicht so empfindlich, aber tragbarer war, und das spornte uns an, zu prüfen, ob wir die Größe reduzieren könnten“, erklärte Umweltphysiker / Senior Researcher Dr. Scott Kammern.
„Mit finanzieller Unterstützung des National Metrology Institute in Deutschland, das am Kauf eines der neuen Detektoren als Teil eines internationalen Spurenradon-Projekts interessiert war, haben wir weitergemacht“, sagte Dr. Chambers.
Mit der gleichen Erkennungsmethode, aber mit einem vertikal ausgerichteten Design, konnten sie die Größe von 3,0 Meter mal 1,7 Meter mal 0,9 m (4,6 m3) auf 1,6 Meter mal 48 Zentimeter mal 48 Zentimeter (0,37 m3) reduzieren.
Die entscheidende Änderung war das Volumen der Hauptmesskammer von 1.500 Liter auf 200 Liter unter Beibehaltung der Kapazität zur zuverlässigen Messung der Radonaktivität bis hinunter zu 0,14 Becquerel pro Kubikmeter.
„In dem kleineren Luftvolumen sind wesentlich weniger Alphateilchen und Zerfallsprodukte zu zählen, aber die Ergebnisse sind für die meisten Zwecke immer noch sehr gut“, sagt Dr. Chambers.
„Wir versuchen, mit einigen Modifikationen am Messkopf die Empfindlichkeit zu verbessern.
„Die neue Größe eignet sich ideal für Gebäude, in denen Umweltbehörden Radonkonzentrationen überwachen, da diese schädlich sein können. Es ist wichtig, über Basisdaten zu verfügen, um Bewertungen vornehmen zu können. Unser neuer Detektor ist handlicher und zerfällt in zwei Teile, damit er passt ein normales Fahrzeug mit einem Gesamtgewicht von weniger als 80 Kilogramm.“
Es wird auch möglich sein, diese Instrumente im Feld viel genauer zu kalibrieren als die größeren Modelle.
Die Technologie ist an Orten nützlich, an denen selbst relativ niedrige Radioaktivitätswerte schnell und genau überwacht werden müssen, z. B. für städtische Umweltverschmutzungsstudien, in Gebäuden und unterirdischen wissenschaftlichen Einrichtungen wie dem Stawell Underground Physics Laboratory.
Emissionen von natürlich vorkommendem Radon aus dem Boden sind in der nördlichen Hemisphäre bedrohlicher, wo die Gebäudeisolierung dazu neigt, das Gas einzufangen.
In Großbritannien wurden einige extrem hohe Werte gemessen
Das aus seewasserbeständigem Edelstahl gefertigte Instrument hat eine Lebensdauer von über zehn Jahren. Abgesehen von einigen oberflächlichen Druckprüfungen kann es jahrelang unabhängig und relativ wartungsfrei arbeiten.
Im Vergleich zu anderen wissenschaftlichen Instrumenten ist das sehr gering.
Die Detektoren werden derzeit vom ANSTO-Techniker Herrn Ot Sisoutham zusammengebaut, aber ANSTO verhandelt darüber, dass sie extern gebaut werden, um mit der Nachfrage Schritt zu halten.
Atmosphärische Hintergrunddaten, die von Radondetektoren an isolierten, strategischen Orten erfasst werden, werden als Basislinie bezeichnet, da sie von lokalen Verschmutzungsquellen nicht beeinflusst werden und die sauberste Luft der Welt darstellen.
Die hochpräzisen atmosphärischen Daten verbessern das Verständnis der Klimaauswirkungen und antizipieren zukünftige Auswirkungen.
„Wir sind stolz auf diese Innovation, die vollständig von ANSTO-Wissenschaftlern und -Technikern durchgeführt wurde und durch unser Fachwissen in der Radonanalyse unterstützt wird“, sagte Dr. Alistair Williams, Forschungsleiter der Atmospheric Research Group.
„Das einzige, was fehlt, ist ein Name für Marketingzwecke, aber als Wissenschaftler denken wir nicht immer über diese Dinge nach“, fügte er hinzu.
Die Umweltüberwachung von Radon ist eine der vielen Aktivitäten von ANSTO zur Überwachung von Schadstoffen, die sich durch die Atmosphäre bewegen und die Menschen, Tiere und Pflanzen überall um uns herum beeinträchtigen.
„Der neue tragbare Monitor ist weltweit der erste Radondetektor für Forschungszwecke, der rückführbar auf das SI-System kalibriert wurde“, sagt Chambers. „Die Radonüberwachung ist auch nützlich, um Treibhausgasemissionen zu betrachten. Da wir den Radonfluss ziemlich gut abschätzen können, ist die Emission von Treibhausgasen aus derselben Region proportional zum Verhältnis der Radon- und Treibhausgaskonzentrationen. Dies bietet eine bequeme Möglichkeit „Top-down“-Methode zur Schätzung regionaler Treibhausgasemissionen, um „Bottom-up“-Emissionsschätzungen auf der Grundlage der gemeldeten Inventare abzugleichen.“