Radiometrie

Radiometriemessung Quelle: BGR

Das wichtigste Verfahren in der geophysikalischen Radiometrie ist die Messung der Gamma-Strahlung, einer hochenergetischen elektromagnetischen Strahlung, die bei radioaktiven Zerfallsprozessen freigesetzt wird. In der Natur kommen die drei radioaktive Elemente Kalium, Uran und Thorium vor. Die von deren Isotope oder Tochterprodukten K-40 (Kalium), Bi-214 (Uran) und Tl-208 (Thorium) emittierte Gammastrahlung besitzt eine für jedes Isotop charakteristische Energieverteilung. Durch Messung und Auswertung des Gammaspektrums kann der Gehalt der Elemente Kalium, Uran und Thorium im Boden bestimmt werden.

Prinzip der Radiometrie Quelle: BGR

Radiometrische Messungen können sowohl aus der Luft (Flugzeug, Hubschrauber oder Drohne), am Boden (Messfahrzeug oder tragbares Gerät) oder im Erdboden (Bohrlochsonde) durchgeführt werden. Das Messprinzip ist dabei weitgehend gleich. Der Detektor besteht meistens aus einem oder mehreren Natriumjodid-Kristallen. In ihm wird die Energie einfallender Gammastrahlen in Lichtimpulse und diese wiederum über eine Photovervielfacherröhre in elektrische Impulse umgewandelt. Dabei ist die Amplitude der elektrischen Impulse direkt proportional zur Energie der einfallenden Gammastrahlen. Entsprechend ihrer Amplitude werden die Impulse Energiekanälen des Spektrums im Bereich von 0 bis 3 Mega-Elektronenvolt (MeV) zugeordnet. Ist das gesamte System geeicht, können nach einer Auswertung der Spektren die entsprechenden Gehalte an Kalium, Uran und Thorium bestimmt werden.

In der Geophysik werden Gammastrahlen-Spektrometer hauptsächlich zur geologischen Kartierung, in der Erzprospektion, insbesondere der Uran-Prospektion, und im Umweltbereich zum Nachweis der Existenz und Verbreitung radioaktiver Stoffe eingesetzt. Wegen der starken Absorption radioaktiver Strahlung durch Materie werden jeweils nur etwa die obersten 50 cm des Erdbodens erfasst.