Messungen der Ortsdosisleistung auf radioaktiven Altlastenflächen im Stadtgebiet Oranienburg
Das Landeslabor Berlin-Brandenburg betreibt für das Land Brandenburg zwei Strahlenmessstellen im Rahmen des Integrierten Mess- und Informationssystems (IMIS) des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS) in Frankfurt (Oder) und Oranienburg.
Neben dem eigentlichen Aufgabenspektrum der Überwachung der Umweltradioaktivität führt die Oranienburger Strahlenmessstelle als Spezialaufgabe Messungen der Ortsdosisleistung (ODL) auf Verdachtsflächen für radioaktive Altlasten im Stadtgebiet Oranienburg durch. Die Messungen erfolgen im Auftrag des Dezernats V4 Strahlenschutz des Landesamtes für Arbeitsschutz, Verbraucherschutz und Gesundheit (LAVG/V4). In der Regel finden diese ODL-Messungen begleitend zur Kampfmittelsuche statt, die durch den Kampfmittel-beseitigungsdienst (KMBD) der Polizei Brandenburg durchgeführt bzw. an gewerbliche Kampfmittelräumfirmen beauftragt werden (Zentraldienst der Polizei des Landes Brandenburg 2021). Die Stadt Oranienburg, die als Ordnungsbehörde zuständig für die Gefahrenerforschung und -abwehr auf privaten Grundstücken ist und dafür finanzielle Mittel vorhalten muss (Marten o. J.), ist als Grundstückseigentümerin teilweise auch selbst von der Altlastenproblematik betroffen.
Die radioaktiven Altlasten in Oranienburg entstanden bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts aufgrund der dort angesiedelten Betriebe der Auerwerke und der Glühstrumpffabrik Goetschke sowie durch die Einwirkungen des Zweiten Weltkriegs, in dessen Verlauf Oranienburg mehrfach von der Britischen Royal Airforce und den United States Army Airforces angegriffen wurde (Spyra et al. 2008, S. 31ff).
Der historische Kontext Oranienburgs und der Ereignisse, die zum Entstehen der radioaktiven Altlasten führten, ist sehr vielschichtig und unmöglich im Rahmen dieses Beitrags vollumfänglich zu würdigen. Dieser Artikel beschränkt sich daher auf die Informationen, die als Kontext zum Verständnis der Messaufgaben des LLBB notwendig sind. Ansonsten sei auf die einschlägige Literatur verwiesen (z. B. Blauermel 2018, Stiftung Brandenburgische Gedenkstätten o. J., Spyra et al. 2008, Spyra 2010, Katzsch 2009).
Des Weiteren liegt die Datenhoheit für die erhobenen Messwerte beim LAVG/V4. Das LLBB selbst gibt somit keine Messwerte an Dritte heraus. Zudem hat die Altlastenproblematik u. a. Einfluss auf Grundstückspreise, sodass dieser Beitrag an einigen Stellen vage bleiben muss.
Das Landeslabor Berlin-Brandenburg betreibt für das Land Brandenburg zwei Strahlenmessstellen im Rahmen des Integrierten Mess- und Informationssystems (IMIS) des Bundesamtes für Strahlenschutz (BfS) in Frankfurt (Oder) und Oranienburg.
Neben dem eigentlichen Aufgabenspektrum der Überwachung der Umweltradioaktivität führt die Oranienburger Strahlenmessstelle als Spezialaufgabe Messungen der Ortsdosisleistung (ODL) auf Verdachtsflächen für radioaktive Altlasten im Stadtgebiet Oranienburg durch. Die Messungen erfolgen im Auftrag des Dezernats V4 Strahlenschutz des Landesamtes für Arbeitsschutz, Verbraucherschutz und Gesundheit (LAVG/V4). In der Regel finden diese ODL-Messungen begleitend zur Kampfmittelsuche statt, die durch den Kampfmittel-beseitigungsdienst (KMBD) der Polizei Brandenburg durchgeführt bzw. an gewerbliche Kampfmittelräumfirmen beauftragt werden (Zentraldienst der Polizei des Landes Brandenburg 2021). Die Stadt Oranienburg, die als Ordnungsbehörde zuständig für die Gefahrenerforschung und -abwehr auf privaten Grundstücken ist und dafür finanzielle Mittel vorhalten muss (Marten o. J.), ist als Grundstückseigentümerin teilweise auch selbst von der Altlastenproblematik betroffen.
Die radioaktiven Altlasten in Oranienburg entstanden bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts aufgrund der dort angesiedelten Betriebe der Auerwerke und der Glühstrumpffabrik Goetschke sowie durch die Einwirkungen des Zweiten Weltkriegs, in dessen Verlauf Oranienburg mehrfach von der Britischen Royal Airforce und den United States Army Airforces angegriffen wurde (Spyra et al. 2008, S. 31ff).
Der historische Kontext Oranienburgs und der Ereignisse, die zum Entstehen der radioaktiven Altlasten führten, ist sehr vielschichtig und unmöglich im Rahmen dieses Beitrags vollumfänglich zu würdigen. Dieser Artikel beschränkt sich daher auf die Informationen, die als Kontext zum Verständnis der Messaufgaben des LLBB notwendig sind. Ansonsten sei auf die einschlägige Literatur verwiesen (z. B. Blauermel 2018, Stiftung Brandenburgische Gedenkstätten o. J., Spyra et al. 2008, Spyra 2010, Katzsch 2009).
Des Weiteren liegt die Datenhoheit für die erhobenen Messwerte beim LAVG/V4. Das LLBB selbst gibt somit keine Messwerte an Dritte heraus. Zudem hat die Altlastenproblematik u. a. Einfluss auf Grundstückspreise, sodass dieser Beitrag an einigen Stellen vage bleiben muss.
Kurze Entstehungsgeschichte der radioaktiven Altlasten in Oranienburg
Sowohl die Auerwerke als auch die Glühstrumpffabrik Goetschke haben aus verschiedenen Gründen natürliche radioaktive Stoffe verarbeitet. Die Radioaktivität dieser Stoffe ist von Natur aus vorhanden und keine Folge menschlicher Aktivitäten. Allerdings kommt es im Verarbeitungsprozess u. a. zur Aufkonzentration dieser Stoffe. Es handelt sich dabei um Stoffe, die Nuklide der natürlichen Zerfallsreihen von Uran-238 (U-238), Uran-235 (U-235) und Thorium-232 (Th-232) enthalten, die überall in Böden und Gesteinen in wechselnden Konzentrationen vorkommen (Cinelli et al. 2019).
Die Nuklide Th-232, U-235 und U-238 gehören zu den sogenannten primordialen Nukliden, d. h., sie entstanden mit der Entstehung der Erde und haben somit extrem lange Halbwertszeiten (z. B. Th-232 ca. 14 Milliarden Jahre (Magill, Dreher, Sóti 2012). Dies bedeutet für die Betrachtung der Altlastenproblematik, dass diese Nuklide nicht in absehbarer Zeit durch Zerfall von selbst schwinden werden.
Historisch bedingt gibt es in Oranienburg potenziell drei verschiedene Kontaminationsursachen:
Ursache für Nuklide der Th-232-Zerfallsreihe – Gasglühstrumpfherstellung
Thorium wurde, z. B. von der Glühstrumpffabrik Goetschke, anders als zu vermuten wäre, nicht wegen seiner radioaktiven, sondern wegen seiner chemischen Eigenschaften verwendet. Lange Zeit erfolgte die Straßenbeleuchtung in Städten durch Gaslaternen, wobei die Gasflamme selbst wenig Licht im sichtbaren Spektrum abgibt. Es wurden mehrere Versuche unternommen, die Lichtausbeute zu erhöhen, bis Carl Auer von Welsbach, der Gründer der Auergesellschaft, 1885 den von ihm patentierten Gasglühstrumpf erfand, der aus etwas Cer(IV)-oxid und zum weit überwiegenden Teil aus Thorium(IV)-oxid zur Stabilitätsverbesserung bestand. Tatsächlich ist diese Art der Verwendung nach dem aktuellen Strahlenschutzgesetz (StrlSchG: § 39 Abs. 1 Nr. 8) inzwischen explizit verboten, mit Ausnahme der Beleuchtung öffentlicher Straßen. In modernen Glühstrümpfen (z. B. bei Campingausrüstung) wurde das radioaktive Thoriumoxid inzwischen durch nicht radioaktives Yttriumoxid ersetzt.
Ursache für Ra-226-Tochternuklide – Dauerleuchtfarbenherstellung
Die Auergesellschaft wurde während ihres Bestehens mehrfach umfirmiert. Nach Anfängen in Berlin wurde 1926 das Werk in Oranienburg gegründet. Dieses befasste sich u. a. mit der Herstellung von Dauerleuchtfarben (Blauermel 2018 S. 46ff). Bei den heute allgemein bekannten Leuchtfarben (z. B. auf Zeigern von Armbanduhren) lässt die Leuchtkraft einige Zeit, nachdem sie Licht ausgesetzt wurden, nach. Es ist jedoch möglich, Dauerleuchtfarben durch Kombination eines radioaktiven Stoffs (Alpha- oder Betastrahler, z. B. Radium-226) mit einer fluoreszierenden Substanz (z. B. Zinksulfid) zu erzeugen, deren Leuchtkraft (je nach Halbwertszeit des radioaktiven Stoffs) sehr lange erhalten bleibt, da der radioaktive Zerfall die Energie zum Anregen des Leuchtens liefert. Radiumleuchtfarben wurden z. B. für die Instrumentierung von Flugzeugen gebraucht, damit diese bei Nacht ablesbar blieben, und hatten somit auch eine gewisse militärische Bedeutung. Wobei das Ra-226 in der natürlichen Zerfallsreihe von U-238 vorkommt und somit aus Uranerzen abgetrennt werden kann. Somit ist dies auch gleichzeitig eine Ursache für das Vorhandensein für Nuklide der U-238-Zerfallsreihe.
Ursache für Nuklide der U-238-Zerfallsreihe – Urangewinnung für Kernreaktoren
Neben der Leuchtfarbenherstellung waren die Auerwerke auch ins deutsche Uranprojekt involviert, im Zuge dessen sie Uranerze mit dem Ziel verarbeiteten, Uranmetall bzw. -oxid für Versuche mit Kernreaktoren bereitzustellen (Blauermel 2018, S. 54ff).
Aus den genannten Gründen existierten während des Zweiten Weltkriegs in Oranienburg nicht unerhebliche Mengen an verschiedenen (natürlichen) radioaktiven Stoffen. Oranienburg war nicht nur aufgrund der Involvierung der Auerwerke ins Uranprojekt Ziel alliierter Bombenangriffe. Des Weiteren befanden sich im Westen der Stadt die Heinkel-Werke, die für die Luftwaffe Flugzeuge produzierten. Auch der Verschiebebahnhof als wichtige Infrastruktur stellte ein Ziel dar. Zudem befanden sich Liegenschaften der Schutzstaffel (SS) im Umfeld der Stadt (Spyra et al. 2008, S. 21, Blauermel 2018, S. 134ff).
Der schwerste Bombenangriff auf Oranienburg fand am 15. März 1945 statt. Über 600 Bomber griffen die Stadt an (Spyra et al. 2008, S. 37), wobei u. a. die beiden Werke der Auerwerke zerstört wurden. Zudem war die ganze Stadt mit Bombenkratern übersät. Ein großer Anteil der Bomben verfügte über einen Langzeitzünder anstelle eines Aufschlagzünders (Spyra et al. 2008, S. 37). Die Absicht dahinter war, dass die Bomben erst explodieren, wenn bereits mit den Rettungs- und Aufräumarbeiten begonnen wurde. Einige dieser Bomben stecken auch heute noch als Blindgänger im Boden Oranienburgs, weshalb der Kampfmittelräumdienst in der Stadt immer noch sehr aktiv ist. Durch die Bombenangriffe wurde radioaktives Material im Umkreis der Auerwerke verteilt. Zudem wurden Bombenkrater mit den bei den Auerwerken vorhandenen thorium- (Monazit-) und uranhaltigen Sanden verfüllt bzw. diese Sande als Baumaterialien verwendet.
Sowohl die Auerwerke als auch die Glühstrumpffabrik Goetschke haben aus verschiedenen Gründen natürliche radioaktive Stoffe verarbeitet. Die Radioaktivität dieser Stoffe ist von Natur aus vorhanden und keine Folge menschlicher Aktivitäten. Allerdings kommt es im Verarbeitungsprozess u. a. zur Aufkonzentration dieser Stoffe. Es handelt sich dabei um Stoffe, die Nuklide der natürlichen Zerfallsreihen von Uran-238 (U-238), Uran-235 (U-235) und Thorium-232 (Th-232) enthalten, die überall in Böden und Gesteinen in wechselnden Konzentrationen vorkommen (Cinelli et al. 2019).
Die Nuklide Th-232, U-235 und U-238 gehören zu den sogenannten primordialen Nukliden, d. h., sie entstanden mit der Entstehung der Erde und haben somit extrem lange Halbwertszeiten (z. B. Th-232 ca. 14 Milliarden Jahre (Magill, Dreher, Sóti 2012). Dies bedeutet für die Betrachtung der Altlastenproblematik, dass diese Nuklide nicht in absehbarer Zeit durch Zerfall von selbst schwinden werden.
Historisch bedingt gibt es in Oranienburg potenziell drei verschiedene Kontaminationsursachen:
Ursache für Nuklide der Th-232-Zerfallsreihe – Gasglühstrumpfherstellung
Thorium wurde, z. B. von der Glühstrumpffabrik Goetschke, anders als zu vermuten wäre, nicht wegen seiner radioaktiven, sondern wegen seiner chemischen Eigenschaften verwendet. Lange Zeit erfolgte die Straßenbeleuchtung in Städten durch Gaslaternen, wobei die Gasflamme selbst wenig Licht im sichtbaren Spektrum abgibt. Es wurden mehrere Versuche unternommen, die Lichtausbeute zu erhöhen, bis Carl Auer von Welsbach, der Gründer der Auergesellschaft, 1885 den von ihm patentierten Gasglühstrumpf erfand, der aus etwas Cer(IV)-oxid und zum weit überwiegenden Teil aus Thorium(IV)-oxid zur Stabilitätsverbesserung bestand. Tatsächlich ist diese Art der Verwendung nach dem aktuellen Strahlenschutzgesetz (StrlSchG: § 39 Abs. 1 Nr. 8) inzwischen explizit verboten, mit Ausnahme der Beleuchtung öffentlicher Straßen. In modernen Glühstrümpfen (z. B. bei Campingausrüstung) wurde das radioaktive Thoriumoxid inzwischen durch nicht radioaktives Yttriumoxid ersetzt.
Ursache für Ra-226-Tochternuklide – Dauerleuchtfarbenherstellung
Die Auergesellschaft wurde während ihres Bestehens mehrfach umfirmiert. Nach Anfängen in Berlin wurde 1926 das Werk in Oranienburg gegründet. Dieses befasste sich u. a. mit der Herstellung von Dauerleuchtfarben (Blauermel 2018 S. 46ff). Bei den heute allgemein bekannten Leuchtfarben (z. B. auf Zeigern von Armbanduhren) lässt die Leuchtkraft einige Zeit, nachdem sie Licht ausgesetzt wurden, nach. Es ist jedoch möglich, Dauerleuchtfarben durch Kombination eines radioaktiven Stoffs (Alpha- oder Betastrahler, z. B. Radium-226) mit einer fluoreszierenden Substanz (z. B. Zinksulfid) zu erzeugen, deren Leuchtkraft (je nach Halbwertszeit des radioaktiven Stoffs) sehr lange erhalten bleibt, da der radioaktive Zerfall die Energie zum Anregen des Leuchtens liefert. Radiumleuchtfarben wurden z. B. für die Instrumentierung von Flugzeugen gebraucht, damit diese bei Nacht ablesbar blieben, und hatten somit auch eine gewisse militärische Bedeutung. Wobei das Ra-226 in der natürlichen Zerfallsreihe von U-238 vorkommt und somit aus Uranerzen abgetrennt werden kann. Somit ist dies auch gleichzeitig eine Ursache für das Vorhandensein für Nuklide der U-238-Zerfallsreihe.
Ursache für Nuklide der U-238-Zerfallsreihe – Urangewinnung für Kernreaktoren
Neben der Leuchtfarbenherstellung waren die Auerwerke auch ins deutsche Uranprojekt involviert, im Zuge dessen sie Uranerze mit dem Ziel verarbeiteten, Uranmetall bzw. -oxid für Versuche mit Kernreaktoren bereitzustellen (Blauermel 2018, S. 54ff).
Aus den genannten Gründen existierten während des Zweiten Weltkriegs in Oranienburg nicht unerhebliche Mengen an verschiedenen (natürlichen) radioaktiven Stoffen. Oranienburg war nicht nur aufgrund der Involvierung der Auerwerke ins Uranprojekt Ziel alliierter Bombenangriffe. Des Weiteren befanden sich im Westen der Stadt die Heinkel-Werke, die für die Luftwaffe Flugzeuge produzierten. Auch der Verschiebebahnhof als wichtige Infrastruktur stellte ein Ziel dar. Zudem befanden sich Liegenschaften der Schutzstaffel (SS) im Umfeld der Stadt (Spyra et al. 2008, S. 21, Blauermel 2018, S. 134ff).
Der schwerste Bombenangriff auf Oranienburg fand am 15. März 1945 statt. Über 600 Bomber griffen die Stadt an (Spyra et al. 2008, S. 37), wobei u. a. die beiden Werke der Auerwerke zerstört wurden. Zudem war die ganze Stadt mit Bombenkratern übersät. Ein großer Anteil der Bomben verfügte über einen Langzeitzünder anstelle eines Aufschlagzünders (Spyra et al. 2008, S. 37). Die Absicht dahinter war, dass die Bomben erst explodieren, wenn bereits mit den Rettungs- und Aufräumarbeiten begonnen wurde. Einige dieser Bomben stecken auch heute noch als Blindgänger im Boden Oranienburgs, weshalb der Kampfmittelräumdienst in der Stadt immer noch sehr aktiv ist. Durch die Bombenangriffe wurde radioaktives Material im Umkreis der Auerwerke verteilt. Zudem wurden Bombenkrater mit den bei den Auerwerken vorhandenen thorium- (Monazit-) und uranhaltigen Sanden verfüllt bzw. diese Sande als Baumaterialien verwendet.
Übersicht mittels Aerogammaspektrometriekarten des BfS
Die Verbreitung der radioaktiven Stoffe im Stadtgebiet ist überblicksweise gut in den vom BfS erstellten Aerogammaspektrometrie-Karten zu erkennen. Diese werden erstellt, indem Messtechnik vom BfS in einen Hubschrauber der Bundespolizei eingebaut wird und dieser dann in geringer Höhe (ca. 100 m) und Geschwindigkeit zeilenweise die Stadt abfliegt, sodass man eine Verknüpfung von Messwert und Position erhält, was zu einem auf einer Karte darstellbaren Raster führt. Auf der Website des BfS sind weitere Informationen dazu verfügbar (BfS 2021).
In einer vom Bundesumweltministerium (BMU) 2007 herausgegebenen umfangreichen Publikation ist neben einer ganzen Reihe von Messwerten zu bestimmten Flächen in Oranienburg auf Seite 20 auch eine Aerogammaspektrometrie-Karte des BfS von 1997 abgebildet (BMU 2007). In dieser Karte ist die Aktivität des Isotops Thallium-208 (Tl-208) aus der Th-232-Zerfallsreihe dargestellt.
Auf der Website des BfS ist eine Karte aktueller Messwerte aus dem Jahr 2018 verfügbar (BfS 2021a). In dieser erkennt man sehr gut die zeilenweise Abtastung des Stadtgebiets mit der hubschraubergestützten Messtechnik. Auch hier sind die Fläche der Glühstrumpffabrik im Westen sowie die ehemalige Lage des Werks I der Auerwerke westlich des Bahnhofs noch als gelbe Flecken erkennbar. In dieser aktuellen Karte sticht das Gelände des Werks II (heute u. a. Sportplatz ORAFOL-Arena) nicht mehr hervor. Dies zeigt die Sanierung des Geländes durch Auskoffern und Deponierung bzw. Abdecken der kontaminierten Bodenschichten mit kontaminationsfreiem Material.
Die Aerogammakarten geben einen sehr guten Gesamtüberblick über die Situation der radioaktiven Altlasten in Oranienburg, besonders im historischen Kontext. Der Sichtbereich der Messtechnik im Hubschrauber ist jedoch relativ groß, somit wird über eine große Fläche gemittelt (BfS 2021a). Demzufolge sind beispielsweise kleinflächige, aber dennoch nicht unerhebliche Kontaminationen (z. B. Verfüllungen von Bombenkratern mit thoriumhaltigen Sanden der Auerwerke) in dieser Karte nicht erkennbar. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die kontaminierten Bodenschichten im Lauf der Jahre mit Vegetation überwachsen sind bzw. durch kontaminationsfreien Boden abgedeckt wurden. Dieser schirmt dann die ionisierende Strahlung der darunterliegenden Bodenschichten je nach Schichtdicke mehr oder minder ab.
Die Verbreitung der radioaktiven Stoffe im Stadtgebiet ist überblicksweise gut in den vom BfS erstellten Aerogammaspektrometrie-Karten zu erkennen. Diese werden erstellt, indem Messtechnik vom BfS in einen Hubschrauber der Bundespolizei eingebaut wird und dieser dann in geringer Höhe (ca. 100 m) und Geschwindigkeit zeilenweise die Stadt abfliegt, sodass man eine Verknüpfung von Messwert und Position erhält, was zu einem auf einer Karte darstellbaren Raster führt. Auf der Website des BfS sind weitere Informationen dazu verfügbar (BfS 2021).
In einer vom Bundesumweltministerium (BMU) 2007 herausgegebenen umfangreichen Publikation ist neben einer ganzen Reihe von Messwerten zu bestimmten Flächen in Oranienburg auf Seite 20 auch eine Aerogammaspektrometrie-Karte des BfS von 1997 abgebildet (BMU 2007). In dieser Karte ist die Aktivität des Isotops Thallium-208 (Tl-208) aus der Th-232-Zerfallsreihe dargestellt.
Auf der Website des BfS ist eine Karte aktueller Messwerte aus dem Jahr 2018 verfügbar (BfS 2021a). In dieser erkennt man sehr gut die zeilenweise Abtastung des Stadtgebiets mit der hubschraubergestützten Messtechnik. Auch hier sind die Fläche der Glühstrumpffabrik im Westen sowie die ehemalige Lage des Werks I der Auerwerke westlich des Bahnhofs noch als gelbe Flecken erkennbar. In dieser aktuellen Karte sticht das Gelände des Werks II (heute u. a. Sportplatz ORAFOL-Arena) nicht mehr hervor. Dies zeigt die Sanierung des Geländes durch Auskoffern und Deponierung bzw. Abdecken der kontaminierten Bodenschichten mit kontaminationsfreiem Material.
Die Aerogammakarten geben einen sehr guten Gesamtüberblick über die Situation der radioaktiven Altlasten in Oranienburg, besonders im historischen Kontext. Der Sichtbereich der Messtechnik im Hubschrauber ist jedoch relativ groß, somit wird über eine große Fläche gemittelt (BfS 2021a). Demzufolge sind beispielsweise kleinflächige, aber dennoch nicht unerhebliche Kontaminationen (z. B. Verfüllungen von Bombenkratern mit thoriumhaltigen Sanden der Auerwerke) in dieser Karte nicht erkennbar. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die kontaminierten Bodenschichten im Lauf der Jahre mit Vegetation überwachsen sind bzw. durch kontaminationsfreien Boden abgedeckt wurden. Dieser schirmt dann die ionisierende Strahlung der darunterliegenden Bodenschichten je nach Schichtdicke mehr oder minder ab.
Methodik der (Gamma-)ODL
Aus den genannten Gründen ergibt sich eine Synergie zwischen der Kampfmittelsuche und der messtechnischen Erkundung radiologischer Altlasten in Oranienburg. Das zutage geförderte Bohrgut enthält Material aus tieferen Schichten, sodass daran durch Messung festgestellt werden kann, ob im Boden abgedeckte Kontaminationen vorliegen, sofern diese hinreichend groß sind.
Die Bestimmung der (Gamma-)ODL durch das LLBB dient als einfaches Screening-Verfahren, mit dem jeder Bohrguthaufen in relativ kurzer Zeit auf das Vorhandensein ionisierender Strahlung oberhalb der natürlichen Untergrundstrahlung (Kontamination) geprüft werden kann. Genau darin liegt die besondere Eignung der Methode für die begleitenden Messungen zur Kampfmittelsuche. Ein Rückschluss auf die konkreten Nuklide, die Ursache dieser Strahlung sind, ist damit nicht möglich.
Tabelle: Mittelwert +/- Standardabweichung der Untergrund-ODL für zwei Messgeräte am LLBB-Standort Oranienburg
| Messplatz-Nr. | Messgerät | Untergrund-ODL [nSv/h] |
| MP4-1152 | 6150AD-b/E mit 6150AD5/E | 88 ⌀ 3 |
| MP4-1153 | 6150AD-b/E mit 6150AD6/E | 87 ⌀ 2 |
Zum besseren Verständnis werden hier noch ein paar Grundlagen stark verkürzt dargestellt. Es gibt im Strahlenschutz eine Reihe von (Strahlen-)Dosisbegriffen, die sich voneinander unterscheiden. Allen gemeinsam ist, dass sie das Ausmaß der Wirkung ionisierender Strahlung auf Materie beschreiben, also z. B. die durch die Strahlung in einem Körper deponierte Energie. Daher wird die Energiedosis (D) in der Einheit Joule pro Kilogramm (J/kg) angeben, was zu Gray (Gy) zusammengefasst wird (1 J/kg = 1 Gy). Die verschiedenen Strahlenarten α-, β-, γ- sowie Neutronen- und Protonenstrahlung haben, abhängig von ihrer kinetischen Energie (besonders bei Neutronenstrahlung), eine unterschiedliche biologische Wirkung. Dies wird durch sogenannte Strahlungswichtungsfaktoren (wR) berücksichtigt, die mit der Energiedosis (D) multipliziert werden, um so die Äquivalentdosis (H) zu erhalten. Die Äquivalentdosis wird in der Einheit Sievert (Sv) angegeben. Im Fall der hier betrachteten Gammastrahlung ist wR = 1, sodass der Wert der Äquivalentdosis dem der Energiedosis entspricht und sich nur die Einheit unterscheidet (Sv statt Gy). Genauer gesagt wird im Rahmen der ODL-Messungen die Umgebungsäquivalentdosis H*10 (10 mm Tiefe am Modellphantom der ICRU-Kugel) bestimmt. Unter dem Begriff Dosisleistung versteht man die pro Zeiteinheit deponierte Dosis, somit ist die Einheit abhängig von der betrachteten Dosisart, z. B. Gy/h oder Sv/h (Kölzer 2017, S. 41-47). Da 1 J/kg (bzw. 1 Sv) eine sehr große Dosis ist, sind für die praktischen Messungen der Dosisleistung Einheiten wie Mikro- oder Nanosievert pro Stunde (µSv/h bzw. nSv/h) üblich. Der Begriff Ortsdosisleistung beschreibt schlicht die Dosisleistung an einem bestimmten Ort.
Die Dosisleistung hängt stark vom Abstand zum radioaktiven Stoff ab. Für Punktquellen gilt das Abstandsquadratgesetz, d. h., wenn der Abstand zur Quelle verdoppelt wird, sinkt die Dosisleistung auf ein Viertel. Die Kontaminationen auf Altlastenflächen sind keine Punktquellen und erfüllen in der Regel auch nicht die Bedingung, dass die Ausdehnung der Quelle klein im Vergleich zum Abstand sein möge (z. B. Abstand 10-mal so groß wie die Ausdehnung der Quelle). Dennoch bleibt eine starke Abstandsabhängigkeit der Messwerte erhalten. Daher ist für die ODL-Messungen ein Abstand von 10 cm vom Bohrgut festgelegt (LAVG/V4 2019).
Folgendes sei noch zur Einordnung der ODL-Messwerte angemerkt: Das BfS betreibt deutschlandweit ein (Gamma-)ODL-Messnetz mit fest verbauten Sonden im Raster von ca. 20 × 20 km (BfS 2022). Die Messwerte sind öffentlich zugänglich (BfS o. J.). Somit kann sich jeder über die in seiner Gegend in Abhängigkeit von der Geologie (vgl. Cinelli et al. 2019) üblichen ODL-Werte informieren. Die Kenntnis der ODL aufgrund der natürlichen Untergrundstrahlung ist auch zur Einordnung der ODL-Messwerte bei den Altlastenmessungen im Stadtgebiet Oranienburg wichtig. In Deutschland bewegt sich die ODL im Allgemeinen zwischen 0,05 und 0,18 µS/h (dies entspricht 50 bis 180 nS/h). Brandenburg liegt aufgrund seiner Geologie eher im unteren Bereich.
Im Rahmen der Qualitätssicherung werden für die verwendeten Messgeräte ebenfalls die Untergrundwerte der ODL am Standort Oranienburg ermittelt. Es ist zu erkennen, dass die ODL-Werte im Untergrund in den Räumen des LLBB (siehe Tabelle) in der Größenordnung der Messwerte der ODL-Sonde des BfS in Oranienburg (90 bis 100 nSv/h) liegen, die sich auf einer anderen Fläche in der Stadt befindet.
Zur Qualitätssicherung der ODL-Messgeräte gehört auch das Prüfen der korrekten Gerätefunktion, wofür das Vorhalten von Prüfstrahlern notwendig ist. In unserem Fall wird dafür eine Cäsium-137-Quelle verwendet, die, direkt auf das Messgerät aufgelegt, wobei sich eine ODL von ca. 700 nSv/h ergibt.
Verwendung finden ODL-Messungen im Allgemeinen hauptsächlich im praktischen Strahlenschutz wie z. B. in Kernkraftwerken. Durch Multiplikation der gemessenen ODL an einem bestimmten Ort mit der tatsächlichen oder geplanten Aufenthaltszeit ist die Personendosis abschätzbar, die in diesem Bereich arbeitende Personen erhalten haben bzw. erhalten würden. Dies ermöglicht u. a. das Einhalten der Dosisgrenzwerte wie z. B. in § 80 Strahlenschutzgesetz (StrlSchG).
Das Strahlenschutzgesetz (StrlSchG) und die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) verfolgen mit ihrem Fokus auf die Dosis sowohl beruflich exponierter Personen (§ 71 StrlSchV) als auch der allgemeinen Bevölkerung (§ 80 StrlSchG) die Minimierung stochastischer, d. h. statistischer, Strahlenschäden (Krebs). Stochastische Strahlenschäden treten im Gegensatz zu deterministischen Strahlenschäden (z. B. Verbrennungen, Strahlenkrankheit (BfS 2022a, Kölzer 2017, S. 212)) nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit und ggf. sehr viel später ein. Die Modellvorstellung ist dabei, dass es, anders als bei deterministischen Strahlenschäden (z. B. ca. 3.000.000 bis 5.000.000 µGy Schwelldosis in kurzer Zeit für Hautrötungen (Kölzer 2017 S. 38)), keine Schwelldosis für den Eintritt von stochastischen Strahlenschäden gibt (BfS 2021b).
Aus den genannten Gründen ergibt sich eine Synergie zwischen der Kampfmittelsuche und der messtechnischen Erkundung radiologischer Altlasten in Oranienburg. Das zutage geförderte Bohrgut enthält Material aus tieferen Schichten, sodass daran durch Messung festgestellt werden kann, ob im Boden abgedeckte Kontaminationen vorliegen, sofern diese hinreichend groß sind.
Die Bestimmung der (Gamma-)ODL durch das LLBB dient als einfaches Screening-Verfahren, mit dem jeder Bohrguthaufen in relativ kurzer Zeit auf das Vorhandensein ionisierender Strahlung oberhalb der natürlichen Untergrundstrahlung (Kontamination) geprüft werden kann. Genau darin liegt die besondere Eignung der Methode für die begleitenden Messungen zur Kampfmittelsuche. Ein Rückschluss auf die konkreten Nuklide, die Ursache dieser Strahlung sind, ist damit nicht möglich.
Tabelle: Mittelwert +/- Standardabweichung der Untergrund-ODL für zwei Messgeräte am LLBB-Standort Oranienburg
| Messplatz-Nr. | Messgerät | Untergrund-ODL [nSv/h] |
| MP4-1152 | 6150AD-b/E mit 6150AD5/E | 88 ⌀ 3 |
| MP4-1153 | 6150AD-b/E mit 6150AD6/E | 87 ⌀ 2 |
Zum besseren Verständnis werden hier noch ein paar Grundlagen stark verkürzt dargestellt. Es gibt im Strahlenschutz eine Reihe von (Strahlen-)Dosisbegriffen, die sich voneinander unterscheiden. Allen gemeinsam ist, dass sie das Ausmaß der Wirkung ionisierender Strahlung auf Materie beschreiben, also z. B. die durch die Strahlung in einem Körper deponierte Energie. Daher wird die Energiedosis (D) in der Einheit Joule pro Kilogramm (J/kg) angeben, was zu Gray (Gy) zusammengefasst wird (1 J/kg = 1 Gy). Die verschiedenen Strahlenarten α-, β-, γ- sowie Neutronen- und Protonenstrahlung haben, abhängig von ihrer kinetischen Energie (besonders bei Neutronenstrahlung), eine unterschiedliche biologische Wirkung. Dies wird durch sogenannte Strahlungswichtungsfaktoren (wR) berücksichtigt, die mit der Energiedosis (D) multipliziert werden, um so die Äquivalentdosis (H) zu erhalten. Die Äquivalentdosis wird in der Einheit Sievert (Sv) angegeben. Im Fall der hier betrachteten Gammastrahlung ist wR = 1, sodass der Wert der Äquivalentdosis dem der Energiedosis entspricht und sich nur die Einheit unterscheidet (Sv statt Gy). Genauer gesagt wird im Rahmen der ODL-Messungen die Umgebungsäquivalentdosis H*10 (10 mm Tiefe am Modellphantom der ICRU-Kugel) bestimmt. Unter dem Begriff Dosisleistung versteht man die pro Zeiteinheit deponierte Dosis, somit ist die Einheit abhängig von der betrachteten Dosisart, z. B. Gy/h oder Sv/h (Kölzer 2017, S. 41-47). Da 1 J/kg (bzw. 1 Sv) eine sehr große Dosis ist, sind für die praktischen Messungen der Dosisleistung Einheiten wie Mikro- oder Nanosievert pro Stunde (µSv/h bzw. nSv/h) üblich. Der Begriff Ortsdosisleistung beschreibt schlicht die Dosisleistung an einem bestimmten Ort.
Die Dosisleistung hängt stark vom Abstand zum radioaktiven Stoff ab. Für Punktquellen gilt das Abstandsquadratgesetz, d. h., wenn der Abstand zur Quelle verdoppelt wird, sinkt die Dosisleistung auf ein Viertel. Die Kontaminationen auf Altlastenflächen sind keine Punktquellen und erfüllen in der Regel auch nicht die Bedingung, dass die Ausdehnung der Quelle klein im Vergleich zum Abstand sein möge (z. B. Abstand 10-mal so groß wie die Ausdehnung der Quelle). Dennoch bleibt eine starke Abstandsabhängigkeit der Messwerte erhalten. Daher ist für die ODL-Messungen ein Abstand von 10 cm vom Bohrgut festgelegt (LAVG/V4 2019).
Folgendes sei noch zur Einordnung der ODL-Messwerte angemerkt: Das BfS betreibt deutschlandweit ein (Gamma-)ODL-Messnetz mit fest verbauten Sonden im Raster von ca. 20 × 20 km (BfS 2022). Die Messwerte sind öffentlich zugänglich (BfS o. J.). Somit kann sich jeder über die in seiner Gegend in Abhängigkeit von der Geologie (vgl. Cinelli et al. 2019) üblichen ODL-Werte informieren. Die Kenntnis der ODL aufgrund der natürlichen Untergrundstrahlung ist auch zur Einordnung der ODL-Messwerte bei den Altlastenmessungen im Stadtgebiet Oranienburg wichtig. In Deutschland bewegt sich die ODL im Allgemeinen zwischen 0,05 und 0,18 µS/h (dies entspricht 50 bis 180 nS/h). Brandenburg liegt aufgrund seiner Geologie eher im unteren Bereich.
Im Rahmen der Qualitätssicherung werden für die verwendeten Messgeräte ebenfalls die Untergrundwerte der ODL am Standort Oranienburg ermittelt. Es ist zu erkennen, dass die ODL-Werte im Untergrund in den Räumen des LLBB (siehe Tabelle) in der Größenordnung der Messwerte der ODL-Sonde des BfS in Oranienburg (90 bis 100 nSv/h) liegen, die sich auf einer anderen Fläche in der Stadt befindet.
Zur Qualitätssicherung der ODL-Messgeräte gehört auch das Prüfen der korrekten Gerätefunktion, wofür das Vorhalten von Prüfstrahlern notwendig ist. In unserem Fall wird dafür eine Cäsium-137-Quelle verwendet, die, direkt auf das Messgerät aufgelegt, wobei sich eine ODL von ca. 700 nSv/h ergibt.
Verwendung finden ODL-Messungen im Allgemeinen hauptsächlich im praktischen Strahlenschutz wie z. B. in Kernkraftwerken. Durch Multiplikation der gemessenen ODL an einem bestimmten Ort mit der tatsächlichen oder geplanten Aufenthaltszeit ist die Personendosis abschätzbar, die in diesem Bereich arbeitende Personen erhalten haben bzw. erhalten würden. Dies ermöglicht u. a. das Einhalten der Dosisgrenzwerte wie z. B. in § 80 Strahlenschutzgesetz (StrlSchG).
Das Strahlenschutzgesetz (StrlSchG) und die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) verfolgen mit ihrem Fokus auf die Dosis sowohl beruflich exponierter Personen (§ 71 StrlSchV) als auch der allgemeinen Bevölkerung (§ 80 StrlSchG) die Minimierung stochastischer, d. h. statistischer, Strahlenschäden (Krebs). Stochastische Strahlenschäden treten im Gegensatz zu deterministischen Strahlenschäden (z. B. Verbrennungen, Strahlenkrankheit (BfS 2022a, Kölzer 2017, S. 212)) nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit und ggf. sehr viel später ein. Die Modellvorstellung ist dabei, dass es, anders als bei deterministischen Strahlenschäden (z. B. ca. 3.000.000 bis 5.000.000 µGy Schwelldosis in kurzer Zeit für Hautrötungen (Kölzer 2017 S. 38)), keine Schwelldosis für den Eintritt von stochastischen Strahlenschäden gibt (BfS 2021b).
Zu beachten ist auch, dass es ein Grundrisiko gibt, an Krebs zu sterben. Das Statistische Bundesamt (StBA) gab für 2020 Krebs mit 23,5 % als zweithäufigste Todesursache der Deutschen an (StBA 2022). Somit stirbt – statistisch gesehen – ca. jede*r vierte Deutsche an Krebs. Eine (akute) Dosis von 100.000 µSv erhöht das lebenslange Krebssterberisiko um 0,4 bis 0,8 % (BfS 2021b). Man müsste also an einem Ort, der eine ODL von 1 µSv/h (1.000 nSv/h) hat, was weit oberhalb des üblichen Untergrundwerts ist, 100.000 Stunden (ca. 11,4 Jahre) zubringen, um eine Dosis zu erhalten, die – wenn man sie in kurzer Zeit erhalten hätte – das persönliche lebenslange Krebssterberisiko um ein knappes Prozent erhöhen würde. Diese Betrachtung berücksichtig nur die Dosis durch äußere Bestrahlung und nicht die durch Inkorporationen von radioaktiven Stoffen durch Einatmen oder Verschlucken. Dabei bleiben persönliche Risikofaktoren unberücksichtigt.
Es ist leicht zu erkennen, dass auf Oranienburger Altlastenflächen deterministische Strahlenschäden ausgeschlossen sind.
Die Bauart von ODL-Detektoren kann technisch sehr unterschiedlich sein und sich verschiedener physikalischer Prinzipien bedienen. In unserem Fall werden spezielle, für den Einsatz in der Umwelt entworfene Festkörperszintillationssonden (Automess GmbH 6150AD-b/E an 6150AD6/E bzw. 6150AD5/E) verwendet, da die Untergrund- bzw. Messwerte so niedrig sind, dass diese am unteren Rand bzw. unterhalb des Messbereichs vieler üblicher Dosisleistungssonden liegen. Die Festkörperszintillationssonde besteht in diesem Fall aus einem 3 × 3 × 3 Zoll großen organischen Szintillator in einem Aluminium- und Kunststoffgehäuse (Automess o. J.). Dringt Gammastrahlung durch das Gehäuse in diesen Szintillator ein, erzeugt sie mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit Lichtblitze bzw. Photonen. Diese wiederum schlagen im Photomultiplier Elektronen aus der Photokathodenschicht heraus, die anschließend in einem Sekundärelektronenvervielfacher verstärkt werden. Dieses Signal wird über eine Elektronik in einen Messwert übersetzt und im Display angezeigt.
Der Begriff der radioaktiven Altlasten ist in § 136 des StrlSchG definiert. In den Folgeparagrafen werden u. a. die Verantwortlichkeiten für die Altlasten festgelegt. Weiterhin wird die zuständige Behörde ermächtigt, bei Verdacht auf Vorliegen einer radioaktiven Altlast tätig zu werden (Vieth 2019).
Zu beachten ist auch, dass es ein Grundrisiko gibt, an Krebs zu sterben. Das Statistische Bundesamt (StBA) gab für 2020 Krebs mit 23,5 % als zweithäufigste Todesursache der Deutschen an (StBA 2022). Somit stirbt – statistisch gesehen – ca. jede*r vierte Deutsche an Krebs. Eine (akute) Dosis von 100.000 µSv erhöht das lebenslange Krebssterberisiko um 0,4 bis 0,8 % (BfS 2021b). Man müsste also an einem Ort, der eine ODL von 1 µSv/h (1.000 nSv/h) hat, was weit oberhalb des üblichen Untergrundwerts ist, 100.000 Stunden (ca. 11,4 Jahre) zubringen, um eine Dosis zu erhalten, die – wenn man sie in kurzer Zeit erhalten hätte – das persönliche lebenslange Krebssterberisiko um ein knappes Prozent erhöhen würde. Diese Betrachtung berücksichtig nur die Dosis durch äußere Bestrahlung und nicht die durch Inkorporationen von radioaktiven Stoffen durch Einatmen oder Verschlucken. Dabei bleiben persönliche Risikofaktoren unberücksichtigt.
Es ist leicht zu erkennen, dass auf Oranienburger Altlastenflächen deterministische Strahlenschäden ausgeschlossen sind.
Die Bauart von ODL-Detektoren kann technisch sehr unterschiedlich sein und sich verschiedener physikalischer Prinzipien bedienen. In unserem Fall werden spezielle, für den Einsatz in der Umwelt entworfene Festkörperszintillationssonden (Automess GmbH 6150AD-b/E an 6150AD6/E bzw. 6150AD5/E) verwendet, da die Untergrund- bzw. Messwerte so niedrig sind, dass diese am unteren Rand bzw. unterhalb des Messbereichs vieler üblicher Dosisleistungssonden liegen. Die Festkörperszintillationssonde besteht in diesem Fall aus einem 3 × 3 × 3 Zoll großen organischen Szintillator in einem Aluminium- und Kunststoffgehäuse (Automess o. J.). Dringt Gammastrahlung durch das Gehäuse in diesen Szintillator ein, erzeugt sie mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit Lichtblitze bzw. Photonen. Diese wiederum schlagen im Photomultiplier Elektronen aus der Photokathodenschicht heraus, die anschließend in einem Sekundärelektronenvervielfacher verstärkt werden. Dieses Signal wird über eine Elektronik in einen Messwert übersetzt und im Display angezeigt.
Der Begriff der radioaktiven Altlasten ist in § 136 des StrlSchG definiert. In den Folgeparagrafen werden u. a. die Verantwortlichkeiten für die Altlasten festgelegt. Weiterhin wird die zuständige Behörde ermächtigt, bei Verdacht auf Vorliegen einer radioaktiven Altlast tätig zu werden (Vieth 2019).
Kampfmittelsuche begleitende ODL-Messungen
Der konkrete Auftrag zur Durchführung der ODL-Messungen auf bestimmten Flächen wird dem LLBB jeweils im Einzelfall vom LAVG/V4 erteilt. Der Durchschnitt der letzten Jahre belief sich auf ca. 20 Aufträge pro Jahr, deren Abarbeitung ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Akteure ist. Die ODL-Messungen erfolgen dabei nahezu täglich und beanspruchen ca. ein bis zwei Stunden, was logistisch nur durch die Nähe der Strahlenmessstelle zu den Messorten zu bewältigen ist.
Durch die Räumfirmen werden auf den Flurstücken mit Koordinaten vermessene Bohrpunkte festgelegt. Diese können je nach eingesetzter Messtechnik zum Auffinden der Bomben ein enges Raster oder auch weiter auseinanderliegende einzelne Punkte sein. Im Anschluss an das Herstellen und Verrohren der Bohrlöcher wird Messtechnik der Räumfirma eingebracht, um eventuell vorhandene Bombenblindgänger zu finden (z. B. Magnetfeldmessungen mit Bohrlochsondierung mit Schnecken- oder Spülbohrungen in engem Raster, Bohrlochradarmessungen in weiterem Raster bzw. um Gebäude (Marten o. J.)). Nach Abschluss dieser Messungen erfolgen die ODL-Messungen durch das LLBB am Bohrgut. Die ODL-Messwerte werden für die Bohrlöcher des Tages für die jeweilige Fläche erfasst und mit ihrer Zuordnung zum jeweiligen Bohrloch notiert. Oft sind neben den Messwerten Skizzen zu deren relativer Lage zu Hauswänden, Grundstücksgrenzen und weiteren markanten Stellen notwendig. In der Regel werden die Bohrlöcher durch die Räumfirmen zum Ende des Arbeitstages wieder mit dem Bohrgut verfüllt. Daher muss das Zeitfenster für die täglichen ODL-Messungen stets zwischen dem LLBB und den Räumfirmen abgestimmt werden. Oft ist auch mehr als eine Räumstelle am Tag durch das LLBB anzufahren.
Bei der Durchführung der ODL-Messungen durch das LLBB wird die Messvorschrift des LAVG zugrunde gelegt (LAVG/V4 2019). In dieser Vorschrift ist festgelegt, dass Bereiche, in denen ODL-Messwerte von ≥ 150 nSv/h erfasst wurden, zunächst als radioaktiv belastet eingestuft werden. Zur Prüfung dieses Anfangsverdachts wird dann am Messpunkt der höchsten ODL eine Bodenprobe entnommen und eine nuklidspezifische Gammaspektrometrie-Messung in der Strahlenmessstelle Oranienburg durchgeführt. Wird dabei festgestellt, dass für mindestens eines der Nuklide der U-238- oder Th-232-Zerfallsreihe eine spezifische Aktivität von 200 Bq/kg erreicht bzw. überschritten wurde, gilt der Verdacht als bestätigt, und es greifen die entsprechenden Regelungen des StrlSchG (§ 141) und der StrlSchV (§§ 27-29) (LAVG/V4 2019).
Im Übrigen würde sich das Vorhalten der teuren, für die hochauflösende Gammaspektrometrie zwingend notwendigen Reinstgermaniumdetektoren nur für die wenigen Altlastenbodenproben im Jahr nicht lohnen. Somit besteht hier ein über die ODL-Messungen hinausgehender Synergieeffekt mit den Hauptaufgaben der Strahlenmessstelle im Rahmen des IMIS, wofür die Gammaspektrometer hauptsächlich benötigt werden. Dabei ist die örtliche Nähe zu den Altlastenflächen, z. B. für den Transport der Bodenproben bzw. die Abwicklung der Logistik, sehr von Vorteil.
Die ermittelten ODL-Messwerte werden zur Übermittlung an den Auftraggeber so dargestellt, dass die Anordnung der Messwerte skizzenhaft den realen Verhältnissen vor Ort entspricht, um eine Orientierung zu ermöglichen. Auffällige Werte, also gemäß LAVG-Messvorschrift Werte ≥ 150 nSv/h, werden farblich markiert. Als inoffizieller Vorwarnwert werden bereits Werte ≥ 120 nSv/h ebenfalls hervorgehoben.
Zusätzlich wird in einer weiteren Tabelle die Zuordnung der Messwerte zum Bohrloch und zu den von den Räumfirmen erfassten Bohrlochkoordinaten angegeben. Diese Verortung ist notwendig, damit auch später sichere Aussagen darüber möglich sind, wo radioaktive Altlasten vorliegen und wo nicht. Diese Daten stellen die Grundlage für die Erstellung sogenannter Messkarten in einem Geoinformationssystem (GIS) dar, die vom LAVG/V4 angefertigt und anschließend nochmal vom LLBB auf Übereinstimmung mit den Messdaten kontrolliert werden. Diese Messkarten sind neben der oben beschriebenen Dokumentation der Messwerte der Abschluss der Dokumentation der ODL-Messungen.
Insgesamt wurden innerhalb eines Jahres ca. 20.000 ODL-Messwerte auf einer abgesuchten Gesamtfläche von rund 38.000 m² erhoben. Dies ergibt im Mittel, wenn man die 255 Arbeitstage in Brandenburg im betreffenden Jahr heranzieht, knapp 80 Messwerte bzw. fast 150 m² pro Arbeitstag.
Mit die Kampfmittelsuche begleitenden ODL-Messungen sind nicht nur größere, sondern auch sehr feinräumige radioaktive Altlasten auffindbar (wenige Messwerte ≥ 150 nSv/h im Verhältnis zur Gesamtzahl der Messpunkte). Dabei ist zu unterstreichen, dass auf diese Weise in Oranienburg radioaktive Altlasten mit Referenzwerten (150 nSv/h) gefunden werden können, die z. B. im Erzgebirge oder dem Bayerischen Wald die Größenordnung der normalen Untergrundstrahlung hätten.
Die ermittelten Maximalwerte der ODL liegen im Bereich des Zwei- bis Fünffachen der üblichen Untergrundwerte (ca. 90 nSv/h). Eine unmittelbare Gefahr geht von dieser ODL nicht aus. Es ist aber zu beachten, dass die ODL-Messungen am Bohrgut bzw. an der Oberfläche erfolgen. Vorliegend wurde nur eine geringe Menge kontaminierten Materials nach oben gefördert, die dann diese ODL-Werte erzeugt. Die Situation kann sich schnell anders darstellen, wenn im kontaminierten Bereich gegraben bzw. eine nicht kontaminierte Deckschicht entfernt wird. Hierbei muss beachtet werden, dass die ODL-Werte bei Einbringung der Sonde in ein Loch bzw. bei Verringerung des Abstands zum Boden nicht ohne Weiteres mit denen am Bohrgut vergleichbar sind, da sich auch die Messgeometrie in diesem Fall ändert. Allerdings sind die mittels Gammaspektrometrie ermittelten spezifischen Aktivitäten der entnommenen Bodenproben problemlos miteinander vergleichbar.
Wie die Erfahrung immer wieder und auch jüngst gezeigt hat, ist es in Oranienburg auch heute noch möglich, auf nicht unerhebliche, wenn auch kleinräumige, Kontaminationen an unerwarteten Stellen zu stoßen. Dies schließt auch ODL-Messwerte bis in den unteren Mikrosievert-pro-Stunde-Bereich ein. Derartige Befunde sind nur durch die die Kampfmittelsuche begleitenden ODL-Messungen möglich. Noch sind nicht alle Verdachtsflächen in Bezug auf vermutete Bomben und/oder radioaktive Altlasten abgesucht. Daher ist davon auszugehen, dass die Notwendigkeit für die Kampfmittelsuche begleitende ODL-Messungen noch einige Zeit bestehen bleibt. Mit der Strahlenmessstelle vor Ort in Oranienburg und aufgrund der erwähnten Synergieeffekte verfügt das LLBB über die optimale Grundlage zur Erfüllung dieser Aufgabe.
Literatur:
Automess (o. J.): Szintillatorsonde, www.automess.de/produkte/produktfamilie-6150ad/szintillatorsonde, aufgerufen am 11. Mai 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (2021): Hubschraubergestützte Messungen, www.bfs.de/DE/themen/ion/notfallschutz/ueben/luft/messuebungen/aerogamma.html, aufgerufen am 26. April 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (2021a): Messübung 2018 in Brandenburg, www.bfs.de/DE/themen/ion/notfallschutz/ueben/luft/ergebnisse/2018-messuebung.html, aufgerufen am 26. April 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (2021b): Krebserkrankungen, www.bfs.de/DE/themen/ion/wirkung/krebs/einfuehrung/einfuehrung.html, aufgerufen am 5. Mai 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (2022): Überwachung der Gamma-Ortsdosisleistung, www.bfs.de/DE/themen/ion/umwelt/luft-boden/odl/odl.html, aufgerufen am 5. Mai 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (2022a): Folgen eines Strahlenunfalls, www.bfs.de/DE/themen/ion/wirkung/strahlenunfall-folge/strahlenunfall-folge_node.html, aufgerufen am 11. Mai 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz ODL-Info Messstelle 120652562 (2022): 16515 Oranienburg (In Betrieb), https://odlinfo.bfs.de/ODL/DE/themen/wo-stehen-die-sonden/karte/_documents/Messstelle.html?id=120652562, aufgerufen am 5. Mai 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (o. J.): ODL-Info, https://odlinfo.bfs.de/ODL/DE/home/home_node.html, aufgerufen am 5. Mai 2022
Blauermel R. (2018): Vom Forschungsstandort zum Gelegenheitsziel, 3. Erweiterte Auflage, Nordstremmen
BMU – Bundesministerium für Umwelt (2007): Methodische Weiterentwicklung des Leitfadens zur radiologischen Untersuchung und Bewertung bergbaulicher Altlasten und Erweiterung des Anwendungsbereichs (Bericht II) BMU – 2007 – 697, S. 20, www.bmu.de/fileadmin/bmu-import/files/pdfs/allgemein/application/pdf/schriftenreihe_rs697_02.pdf, aufgerufen am 26. April 2022
Cinelli G. et al. (2019): European Atlas of Natural Radiation, https://remon.jrc.ec.europa.eu/About/Atlas-of-Natural-Radiation, aufgerufen am 11. Mai 2022
Katzsch M. (2009): Methodik zur systematischen Bewertung von Gefahren aufgrund von Bombenblindgängern aus dem Zweiten Weltkrieg am Beispiel der Stadt Oranienburg (Dissertation an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus), https://opus4.kobv.de/opus4-btu/frontdoor/deliver/index/docId/469/file/090310_diss_gesamt_publik.pdf, aufgerufen am 17. Mai 2022
Kölzer W. (2017): KIT Lexikon zur Kernenergie, Karlsruhe, S. 41-47, www.kernd.de/kernd-wAssets/docs/service/021lexikon.pdf, aufgerufen am 2. Mai 2022
LAVG/V4 – Landesamt für Arbeitsschutz, Verbraucherschutz und Gesundheit, Dezernat V4 – Strahlenschutz (2019): Vorschrift zur Durchführung von Messungen auf radioaktiven Altlast- und Altlastverdachtsflächen in Oranienburg (einschließlich Lehnitz)
Magill J., Dreher R., Sóti Zs. (2012): Karlsruher Nuklidkarte, 8. Auflage 2012, Lage
Marten S. (o. J.): Kampfmittelbelastung in Oranienburg, https://oranienburg.de/Rathaus-Service/B%C3%BCrgerinformationen/Kampfmittelsuche/, aufgerufen am 11. Mai 2022
Spyra W. et al. (2008): Gutachten Nr. 705 – Mittel- und langfristige Konzeption der Kampfmittelräumung in Oranienburg – Begutachtung zur Abwehr von Gefahren für die öffentliche Sicherheit und Ordnung unter Berücksichtigung der Aspekte Wirtschaftlichkeit und Verhältnismäßigkeit, Brandenburgische Technische Universität Cottbus
Spyra W. (2010): Mittel- und langfristige Konzeption der Kampfmittelräumung in Oranienburg – Gutachten, Erläuterungen und Lösungsansätze, https://docplayer.org/35000303-Mittel-und-langfristige-konzeption-der-kampfmittelraeumung-in-oranienburg-gutachten-erlaeuterungen-und-loesungsansaetze.html, aufgerufen am 26. April 2022
StBA – Statistisches Bundesamt (2022): Todesursachen – Grafik –Todesursachen nach Krankheitsarten, www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Gesundheit/Todesursachen/_inhalt.html;jsessionid=571A30992C46DD3273B3F76CA527F8FE.live712#sprg236448, aufgerufen am 5. Mai 2022
Stiftung Brandenburgische Gedenkstätten (o. J.): Gedenkstätte und Museum Sachsenhausen, www.sachsenhausen-sbg.de/, aufgerufen am 11. Mai 2022
Vieth H.-M. (2019): Strahlenschutzgesetz mit Verordnungen, 11. Aktualisierte und vervollständigte Auflage, Köln, S. 212ff
Zentraldienst der Polizei des Landes Brandenburg (2021): Die Modellregion Oranienburg, https://polizei.brandenburg.de/seite/die-modellregion-oranienburg/2386960, aufgerufen am 12. April 2022
Der konkrete Auftrag zur Durchführung der ODL-Messungen auf bestimmten Flächen wird dem LLBB jeweils im Einzelfall vom LAVG/V4 erteilt. Der Durchschnitt der letzten Jahre belief sich auf ca. 20 Aufträge pro Jahr, deren Abarbeitung ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Akteure ist. Die ODL-Messungen erfolgen dabei nahezu täglich und beanspruchen ca. ein bis zwei Stunden, was logistisch nur durch die Nähe der Strahlenmessstelle zu den Messorten zu bewältigen ist.
Durch die Räumfirmen werden auf den Flurstücken mit Koordinaten vermessene Bohrpunkte festgelegt. Diese können je nach eingesetzter Messtechnik zum Auffinden der Bomben ein enges Raster oder auch weiter auseinanderliegende einzelne Punkte sein. Im Anschluss an das Herstellen und Verrohren der Bohrlöcher wird Messtechnik der Räumfirma eingebracht, um eventuell vorhandene Bombenblindgänger zu finden (z. B. Magnetfeldmessungen mit Bohrlochsondierung mit Schnecken- oder Spülbohrungen in engem Raster, Bohrlochradarmessungen in weiterem Raster bzw. um Gebäude (Marten o. J.)). Nach Abschluss dieser Messungen erfolgen die ODL-Messungen durch das LLBB am Bohrgut. Die ODL-Messwerte werden für die Bohrlöcher des Tages für die jeweilige Fläche erfasst und mit ihrer Zuordnung zum jeweiligen Bohrloch notiert. Oft sind neben den Messwerten Skizzen zu deren relativer Lage zu Hauswänden, Grundstücksgrenzen und weiteren markanten Stellen notwendig. In der Regel werden die Bohrlöcher durch die Räumfirmen zum Ende des Arbeitstages wieder mit dem Bohrgut verfüllt. Daher muss das Zeitfenster für die täglichen ODL-Messungen stets zwischen dem LLBB und den Räumfirmen abgestimmt werden. Oft ist auch mehr als eine Räumstelle am Tag durch das LLBB anzufahren.
Bei der Durchführung der ODL-Messungen durch das LLBB wird die Messvorschrift des LAVG zugrunde gelegt (LAVG/V4 2019). In dieser Vorschrift ist festgelegt, dass Bereiche, in denen ODL-Messwerte von ≥ 150 nSv/h erfasst wurden, zunächst als radioaktiv belastet eingestuft werden. Zur Prüfung dieses Anfangsverdachts wird dann am Messpunkt der höchsten ODL eine Bodenprobe entnommen und eine nuklidspezifische Gammaspektrometrie-Messung in der Strahlenmessstelle Oranienburg durchgeführt. Wird dabei festgestellt, dass für mindestens eines der Nuklide der U-238- oder Th-232-Zerfallsreihe eine spezifische Aktivität von 200 Bq/kg erreicht bzw. überschritten wurde, gilt der Verdacht als bestätigt, und es greifen die entsprechenden Regelungen des StrlSchG (§ 141) und der StrlSchV (§§ 27-29) (LAVG/V4 2019).
Im Übrigen würde sich das Vorhalten der teuren, für die hochauflösende Gammaspektrometrie zwingend notwendigen Reinstgermaniumdetektoren nur für die wenigen Altlastenbodenproben im Jahr nicht lohnen. Somit besteht hier ein über die ODL-Messungen hinausgehender Synergieeffekt mit den Hauptaufgaben der Strahlenmessstelle im Rahmen des IMIS, wofür die Gammaspektrometer hauptsächlich benötigt werden. Dabei ist die örtliche Nähe zu den Altlastenflächen, z. B. für den Transport der Bodenproben bzw. die Abwicklung der Logistik, sehr von Vorteil.
Die ermittelten ODL-Messwerte werden zur Übermittlung an den Auftraggeber so dargestellt, dass die Anordnung der Messwerte skizzenhaft den realen Verhältnissen vor Ort entspricht, um eine Orientierung zu ermöglichen. Auffällige Werte, also gemäß LAVG-Messvorschrift Werte ≥ 150 nSv/h, werden farblich markiert. Als inoffizieller Vorwarnwert werden bereits Werte ≥ 120 nSv/h ebenfalls hervorgehoben.
Zusätzlich wird in einer weiteren Tabelle die Zuordnung der Messwerte zum Bohrloch und zu den von den Räumfirmen erfassten Bohrlochkoordinaten angegeben. Diese Verortung ist notwendig, damit auch später sichere Aussagen darüber möglich sind, wo radioaktive Altlasten vorliegen und wo nicht. Diese Daten stellen die Grundlage für die Erstellung sogenannter Messkarten in einem Geoinformationssystem (GIS) dar, die vom LAVG/V4 angefertigt und anschließend nochmal vom LLBB auf Übereinstimmung mit den Messdaten kontrolliert werden. Diese Messkarten sind neben der oben beschriebenen Dokumentation der Messwerte der Abschluss der Dokumentation der ODL-Messungen.
Insgesamt wurden innerhalb eines Jahres ca. 20.000 ODL-Messwerte auf einer abgesuchten Gesamtfläche von rund 38.000 m² erhoben. Dies ergibt im Mittel, wenn man die 255 Arbeitstage in Brandenburg im betreffenden Jahr heranzieht, knapp 80 Messwerte bzw. fast 150 m² pro Arbeitstag.
Mit die Kampfmittelsuche begleitenden ODL-Messungen sind nicht nur größere, sondern auch sehr feinräumige radioaktive Altlasten auffindbar (wenige Messwerte ≥ 150 nSv/h im Verhältnis zur Gesamtzahl der Messpunkte). Dabei ist zu unterstreichen, dass auf diese Weise in Oranienburg radioaktive Altlasten mit Referenzwerten (150 nSv/h) gefunden werden können, die z. B. im Erzgebirge oder dem Bayerischen Wald die Größenordnung der normalen Untergrundstrahlung hätten.
Die ermittelten Maximalwerte der ODL liegen im Bereich des Zwei- bis Fünffachen der üblichen Untergrundwerte (ca. 90 nSv/h). Eine unmittelbare Gefahr geht von dieser ODL nicht aus. Es ist aber zu beachten, dass die ODL-Messungen am Bohrgut bzw. an der Oberfläche erfolgen. Vorliegend wurde nur eine geringe Menge kontaminierten Materials nach oben gefördert, die dann diese ODL-Werte erzeugt. Die Situation kann sich schnell anders darstellen, wenn im kontaminierten Bereich gegraben bzw. eine nicht kontaminierte Deckschicht entfernt wird. Hierbei muss beachtet werden, dass die ODL-Werte bei Einbringung der Sonde in ein Loch bzw. bei Verringerung des Abstands zum Boden nicht ohne Weiteres mit denen am Bohrgut vergleichbar sind, da sich auch die Messgeometrie in diesem Fall ändert. Allerdings sind die mittels Gammaspektrometrie ermittelten spezifischen Aktivitäten der entnommenen Bodenproben problemlos miteinander vergleichbar.
Wie die Erfahrung immer wieder und auch jüngst gezeigt hat, ist es in Oranienburg auch heute noch möglich, auf nicht unerhebliche, wenn auch kleinräumige, Kontaminationen an unerwarteten Stellen zu stoßen. Dies schließt auch ODL-Messwerte bis in den unteren Mikrosievert-pro-Stunde-Bereich ein. Derartige Befunde sind nur durch die die Kampfmittelsuche begleitenden ODL-Messungen möglich. Noch sind nicht alle Verdachtsflächen in Bezug auf vermutete Bomben und/oder radioaktive Altlasten abgesucht. Daher ist davon auszugehen, dass die Notwendigkeit für die Kampfmittelsuche begleitende ODL-Messungen noch einige Zeit bestehen bleibt. Mit der Strahlenmessstelle vor Ort in Oranienburg und aufgrund der erwähnten Synergieeffekte verfügt das LLBB über die optimale Grundlage zur Erfüllung dieser Aufgabe.
Literatur:
Automess (o. J.): Szintillatorsonde, www.automess.de/produkte/produktfamilie-6150ad/szintillatorsonde, aufgerufen am 11. Mai 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (2021): Hubschraubergestützte Messungen, www.bfs.de/DE/themen/ion/notfallschutz/ueben/luft/messuebungen/aerogamma.html, aufgerufen am 26. April 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (2021a): Messübung 2018 in Brandenburg, www.bfs.de/DE/themen/ion/notfallschutz/ueben/luft/ergebnisse/2018-messuebung.html, aufgerufen am 26. April 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (2021b): Krebserkrankungen, www.bfs.de/DE/themen/ion/wirkung/krebs/einfuehrung/einfuehrung.html, aufgerufen am 5. Mai 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (2022): Überwachung der Gamma-Ortsdosisleistung, www.bfs.de/DE/themen/ion/umwelt/luft-boden/odl/odl.html, aufgerufen am 5. Mai 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (2022a): Folgen eines Strahlenunfalls, www.bfs.de/DE/themen/ion/wirkung/strahlenunfall-folge/strahlenunfall-folge_node.html, aufgerufen am 11. Mai 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz ODL-Info Messstelle 120652562 (2022): 16515 Oranienburg (In Betrieb), https://odlinfo.bfs.de/ODL/DE/themen/wo-stehen-die-sonden/karte/_documents/Messstelle.html?id=120652562, aufgerufen am 5. Mai 2022
BfS – Bundesamt für Strahlenschutz (o. J.): ODL-Info, https://odlinfo.bfs.de/ODL/DE/home/home_node.html, aufgerufen am 5. Mai 2022
Blauermel R. (2018): Vom Forschungsstandort zum Gelegenheitsziel, 3. Erweiterte Auflage, Nordstremmen
BMU – Bundesministerium für Umwelt (2007): Methodische Weiterentwicklung des Leitfadens zur radiologischen Untersuchung und Bewertung bergbaulicher Altlasten und Erweiterung des Anwendungsbereichs (Bericht II) BMU – 2007 – 697, S. 20, www.bmu.de/fileadmin/bmu-import/files/pdfs/allgemein/application/pdf/schriftenreihe_rs697_02.pdf, aufgerufen am 26. April 2022
Cinelli G. et al. (2019): European Atlas of Natural Radiation, https://remon.jrc.ec.europa.eu/About/Atlas-of-Natural-Radiation, aufgerufen am 11. Mai 2022
Katzsch M. (2009): Methodik zur systematischen Bewertung von Gefahren aufgrund von Bombenblindgängern aus dem Zweiten Weltkrieg am Beispiel der Stadt Oranienburg (Dissertation an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus), https://opus4.kobv.de/opus4-btu/frontdoor/deliver/index/docId/469/file/090310_diss_gesamt_publik.pdf, aufgerufen am 17. Mai 2022
Kölzer W. (2017): KIT Lexikon zur Kernenergie, Karlsruhe, S. 41-47, www.kernd.de/kernd-wAssets/docs/service/021lexikon.pdf, aufgerufen am 2. Mai 2022
LAVG/V4 – Landesamt für Arbeitsschutz, Verbraucherschutz und Gesundheit, Dezernat V4 – Strahlenschutz (2019): Vorschrift zur Durchführung von Messungen auf radioaktiven Altlast- und Altlastverdachtsflächen in Oranienburg (einschließlich Lehnitz)
Magill J., Dreher R., Sóti Zs. (2012): Karlsruher Nuklidkarte, 8. Auflage 2012, Lage
Marten S. (o. J.): Kampfmittelbelastung in Oranienburg, https://oranienburg.de/Rathaus-Service/B%C3%BCrgerinformationen/Kampfmittelsuche/, aufgerufen am 11. Mai 2022
Spyra W. et al. (2008): Gutachten Nr. 705 – Mittel- und langfristige Konzeption der Kampfmittelräumung in Oranienburg – Begutachtung zur Abwehr von Gefahren für die öffentliche Sicherheit und Ordnung unter Berücksichtigung der Aspekte Wirtschaftlichkeit und Verhältnismäßigkeit, Brandenburgische Technische Universität Cottbus
Spyra W. (2010): Mittel- und langfristige Konzeption der Kampfmittelräumung in Oranienburg – Gutachten, Erläuterungen und Lösungsansätze, https://docplayer.org/35000303-Mittel-und-langfristige-konzeption-der-kampfmittelraeumung-in-oranienburg-gutachten-erlaeuterungen-und-loesungsansaetze.html, aufgerufen am 26. April 2022
StBA – Statistisches Bundesamt (2022): Todesursachen – Grafik –Todesursachen nach Krankheitsarten, www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Gesundheit/Todesursachen/_inhalt.html;jsessionid=571A30992C46DD3273B3F76CA527F8FE.live712#sprg236448, aufgerufen am 5. Mai 2022
Stiftung Brandenburgische Gedenkstätten (o. J.): Gedenkstätte und Museum Sachsenhausen, www.sachsenhausen-sbg.de/, aufgerufen am 11. Mai 2022
Vieth H.-M. (2019): Strahlenschutzgesetz mit Verordnungen, 11. Aktualisierte und vervollständigte Auflage, Köln, S. 212ff
Zentraldienst der Polizei des Landes Brandenburg (2021): Die Modellregion Oranienburg, https://polizei.brandenburg.de/seite/die-modellregion-oranienburg/2386960, aufgerufen am 12. April 2022