Kooperationspartner
Health Protection Agency (HPA) (Großbritannien), Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) (Frankreich)

Zielsetzung
Die biologische Dosimetrie ermöglicht die Quantifizierung einer Exposition durch ionisierende Strahlung anhand biologischer Indikatoren. Hierbei ist die Analyse dizentrischer Chromosomen derzeit die Methode der Wahl. Die Methode der Chromosomenanalyse ist standardisiert und wird in vielen Ländern im Rahmen des beruflichen Strahlenschutzes, vor allem in Ergänzung zur physikalischen Dosimetrie eingesetzt. Sie eignet sich auch für ein Screeningverfahren in einem großen Strahlenunfall.

Da die Methode der dizentrischen Analyse zeitaufwendig ist, wurde auf europäischer Ebene als Vorbereitung auf einen großen Strahlenunfall ein Netzwerk, bestehend aus drei langjährig erfahrenen, zytogenetischen Dosimetrielaboratorien, etabliert. Mittels eines Memorandum of Understanding wurde die Form der gegenseitigen Unterstützung zur Bündelung der Ressourcen und zur Beschleunigung der Dosisabschätzung geregelt.

Kooperationspartner
NCI (Bethesda, USA), Institute for Radiation Medicine and Ecology (Semipalatinsk, Kasachstan), Universität Hiroshima (Japan)

Zielsetzung
In Semipalatinsk (Kasachstan) wurden über mehrere Jahrzehnte hinweg Atombombentests durchgeführt. Gemeinsam vom Institute for Radiation Medicine and Ecology und dem BfS wurde eine Kohorte von betroffenen Personen aufgebaut und es wurde ein Follow-up bis Ende 1999 durchgeführt. Die weitergehende Zusammenarbeit mit den Kooperationspartnern hat zum Ziel, die resultierende Dosis für die Kohortenmitglieder auf der Basis neuer Erkenntnisse zu überprüfen und gegebenenfalls neu zu bestimmen. Weitergehende Risikoanalysen sind in Vorbereitung, sowohl für die Sterblichkeit aufgrund bösartiger Neubildungen als auch aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Kooperationspartner
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB, Braunschweig)

Zielsetzung
Zwischen BfS und PTB gibt es einen allgemeinen Kooperationsvertrag. Die vorhandenen Einrichtungen, z.B. Mikrostrahl, Radonkammer und Bestrahlungseinrichtungen, sollen gemeinsam genutzt werden. Dies erfolgt zum einen im Rahmen des Kompetenzverbundes Strahlenforschung, beim Projekt NanoCoRD sowie bei künftigen Forschungsprojekten.

Kooperationspartner
Helmholtz Zentrum München für Gesundheit und Umwelt, Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Institut für Strahlenbiologie, Technische Universität (TU) München, Institut für Radioonkologie

Zielsetzung
Die vorhandenen Bestrahlungseinrichtungen (Alphaquellen, Gammaquellen, Röntgenquellen) sollen gemeinsam genutzt werden für Untersuchungen im Rahmen des Kompetenzverbundes und künftige Forschungsprojekte.

Kooperationspartner
Deutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg

Zielsetzung
Die Kooperation dient dem Methodenabgleich zellulärer Testsysteme. Biomarker, die für die Quantifizierung der individuellen Strahlenempfindlichkeit geeignet sind, sollen identifiziert werden.

Kooperationspartner
Sanitätsakademie der Bundeswehr (SanAkBw)

Zielsetzung
Zur Vorbereitung auf einen großen Strahlenunfall ist eine Kooperation mit dem Ziel der gegenseitigen Unterstützung gestartet worden. Gemeinsame Experimente zur Untersuchung des dizentrischen Assays im Triage Modus werden durchgeführt. Hierbei erfolgt auch ein gegenseitiger Methodenabgleich zur biologischen Dosimetrie.

Kooperationspartner
Weltgesundheitsorganisation (WHO)

Zielsetzung
Ziel ist die Abschätzung des Gesundheitsrisikos durch Radon in Wohnungen und die Entwicklung von Messverfahren, von Präventions- und Sanierungsmaßnahmen für Gebäude, eine Kosten-Effektivitäts-Analyse, die Entwicklung von Risikokommunikationsstrategien und von nationalen Radonprogrammen.

Kooperationspartner
Rund 65 zytogenetische Labore unter Schirmherrschaft der Weltgesundheitsorganisation (WHO)

Zielsetzung
Die WHO hat 2008 ein globales Biodosimetrie-Netzwerk BioDoseNet im Zusammenhang mit einem weltweit unterstützend agierenden Notfallmanagement etabliert. Im Rahmen des Netzwerkes sollen in Form der gegenseitigen Unterstützung die bestehenden Ressourcen gebündelt werden, um die Kapazitäten zu erhöhen und eine schnelle Dosisabschätzung zu ermöglichen. Neue Methoden sollen entwickelt und validiert werden. Das BfS nimmt als Kernlabor an dem neu errichteten globalen WHO-BioDoseNet teil und ist Mitglied im Steuerungskomitee.

Kooperationspartner
Helmholtz Zentrum München, Ludwig-Maximilians-Universität München, Institut für Biometrie und Epidemiologie (LMU-IBE), Universität Mainz, Institut für Medizinische Biometrie, Informatik und Epidemiologie (IMBEI), Klinikum Augsburg

Zielsetzung
Im Rahmen des Projekts „Strahleninduzierte genomische Instabilität: Mögliche Implikationen für Strahlensensitivität und Krebsrisiko“ des Kompetenzverbunds Strahlenforschung werden epidemiologische und molekularepidemiologische Studien zu Krebs und Strahlung im Verbund mit Universitäten durchgeführt. Ein Teilprojekt ist hierbei die Auswertung der Uranbergarbeiterstudie des BfS im Hinblick auf kombinierte Effekte sowie die Untersuchung genetischer Einflüsse.

Kooperationspartner
Medical University of South Carolina (Charleston, USA)

Zielsetzung
Mit dem Fachbereich Biostatistics, Bioinformatics and Epidemiology der MUSC besteht seit vielen Jahren eine Kooperation auf dem Gebiet der Epidemiologie, die zunächst die Analyse ökologischer Studien betraf, dann aber ihren Schwerpunkt auf die Auswertung von Kohortenstudien legte. Zwischenzeitlich war ein Mitarbeiter des BfS an Lehrveranstaltungen beteiligt und an einer Promotion, für die ein Großteil der Arbeiten am BfS durchgeführt wurde. Derzeit erfolgt die gemeinsame Analyse von Daten zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei den Betroffenen der Atombombentests in Kasachstan, da ein Schwerpunkt der Arbeiten an der MUSC auf diesem Gebiet liegt. Darüber hinaus besteht ein gemeinsames Interesse auf dem Gebiet der Risikokommunikation.

Kooperationspartner
Helmholtz Zentrum München für Gesundheit und Umwelt, Universität Heidelberg, TU München, Charité Berlin, Universität Oldenburg

Zielsetzung
Die Anwendung ionisierender Strahlung in der Heilkunde bedarf der strahlenhygienischen Optimierung der eingesetzten diagnostischen und therapeutischen Verfahren. Im Rahmen des vom Kompetenzverbund Strahlenforschung geförderten Verbundprojektes sollen Forschungsarbeiten mit dem Ziel durchgeführt werden, (i) die Strahlenexposition der Bevölkerung durch technische Verbesserungen in der Computertomographie zu reduzieren und (ii) Bildgebungstechniken zur Charakterisierung der Tumorbiologie sowie der Bioverteilung, Pharmakokinetik und Pharmakodynamik von Substanzen, die die Strahlenwirkung modifizieren, zu entwickeln und im Rahmen präklinischer Studien zu evaluieren.

Kooperationspartner
Deutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg

Zielsetzung
Der Einsatz der MRT in der klinischen Diagnostik ist unbestritten und aus der modernen Diagnostik – auch aus strahlenhygienischen Gründen – nicht mehr wegzudenken, wobei ein klarer Trend zur Anwendung von Hoch- und Höchstfeldsystemen festzustellen ist. Am DKFZ wurde ein MR-System mit einem statischen Magnetfeld von 7 Tesla installiert, um die klinische Wertigkeit der Höchstfeld-MRT für die Onkologie im Rahmen von Probanden- und Patientenstudien zu evaluieren. In diesem Rahmen soll unter anderem auch die Wirkung statischer Magnetfelder auf die Mikrozirkulation in Geweben untersucht werden. Diese Untersuchungen sind sowohl für die Bewertung von dynamischen MRT-Studien als auch im Hinblick auf die Gewährleistung der Patientensicherheit von Bedeutung.

Kooperationspartner
Deutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg

Zielsetzung
Durch die Entwicklung von schnellen MR-Bildgebungssequenzen ist es möglich geworden, die rasche zeitliche Veränderung des Gewebesignals nach Gabe eines paramagnetischen MR-Kontrastmittels mit guter Ortsauflösung zu erfassen. Da die Kinetik der Signalveränderung die Mikrozirkulation im Gewebe widerspiegelt, eröffnet dieser Ansatz die Möglichkeit einer MR-tomographischen Funktionsdiagnostik, durch die nuklearmedizinische Untersuchungsverfahren, die mit einer Strahlenexposition der Patienten verbunden sind, ersetzt werden können. Ziel des Projektes ist die methodische Fortenwicklung sowie die Bewertung der entwickelten Bildgebungstechniken für die Diagnostik und Therapieplanung.

Kooperationspartner
Technische Universität München, Sonderforschungsbereich

Zielsetzung
Die Entwicklung neuer Medikamente und markierter Sonden, welche in spezifische biologische Prozesse und Signalkaskaden eingreifen bzw. diese adressieren, hat insbesondere in der Onkologie hohe Erwartungen an bildgebende Verfahren geweckt und zu einer Vielzahl neuer und innovativer Forschungsansätze geführt. Ziel der SFB-Initiative ist es, die molekulare multimodale Bildgebung instrumentell und methodisch weiterzuentwickeln und in fokussierter Weise diese Methodik zur Überprüfung und Optimierung von therapeutischen Interventionen bei onkologischen Erkrankungen einzusetzen. Das BfS ist an einem Projekt zur Optimierung der PET und dynamischen MRT zur Charakterisierung der Mikrozirkulation in Lebertumoren beteiligt. Für die involvierten BfS-Mitarbeiter bietet die Einbindung in den DFG-Sonderforschungsbereich die einzigartige Möglichkeit, sich bereits frühzeitig mit neuen Bildgebungsstrategien zu beschäftigen, die zukünftig einer strahlenhygienischen Bewertung bedürfen („generische Rechtfertigung neuer Verfahren“).

Kooperationspartner
Bundesanstalt für den Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BDBOS), Berlin

Zielsetzung
Bis zum Jahr 2010 soll in Deutschland das digitale Sprech- und Datenfunksystem nach dem TETRA-Standard für Behörden und Institutionen mit Sicherheitsaufgaben (Polizei, Feuerwehr, Rettungsdienste etc.) aufgebaut werden. Die BDBOS ist zuständig für Aufbau und Betrieb des Netzes. Ziel der Kooperation zwischen BfS und BDBOS ist es, beim Ausbau des BOS-Netzes die grundlegenden Anforderungen des Strahlenschutzes sowie der Information der Öffentlichkeit und der Endgerätenutzer angemessen zu berücksichtigen.

Das BfS führt Forschungsprojekte zur Risikobewertung von Feldern des TETRA-Standards durch, die durch die BDBOS finanziert werden. Die Forschungsprojekte werden im Jahr 2009 begonnen. Ergebnisse liegen voraussichtlich ab 2011 vor. Die getroffene Vereinbarung sieht zudem einen kontinuierlichen Informationsaustausch zwischen den beiden Behörden zu strahlenschutzrelevanten Aspekten des BOS-Funknetzes vor.

Kooperationspartner
Umweltbundesamt, Deutscher Wetterdienst, Institut für medizinische Klimatologie der Christian-Albrechts-Universität Kiel, Bundesanstalt für Arbeitsmedizin und Arbeitssicherheit, Niedersächsisches Gewerbeaufsichtsamt, Bayerisches Landesamt für Umwelt

Zielsetzung
Die Belastung der Bevölkerung durch solare UV-Strahlung sowie die langfristige Entwicklung aufgrund der Veränderung relevanter Umweltparameter sollen ermittelt und bewertet werden. UVI-Werte werden täglich veröffentlicht. Eine weitere Optimierung der UVI-Prognose ist anzustreben.

Zur Entwicklung zuverlässiger Vorhersagen über die Gesundheits- und Umweltkonsequenzen infolge der anthropogenen Änderungen der Erdatmosphäre betreibt das Bundesamt für Strahlenschutz zusammen mit dem Umweltbundesamt seit 1993 ein UV-Messnetz. Gemeinsam mit mittlerweile fünf weiteren assoziierten Institutionen wird die solare UV-Strahlung an nun allen strahlenklimatologisch wichtigen Standorten Deutschlands kontinuierlich und spektral aufgelöst in Erdbodennähe gemessen. Aktuelle und prognostizierte UV-Strahlungswerte in Form des UV-Index werden täglich im Internet veröffentlicht (www.bfs.de), ausführliche Dokumentationen sind in Form von Jahresberichten verfügbar.

Optimierungen im Bereich der UV-Prognose und der Messerfassung bezüglich Genauigkeit und Automatisierung, des weiteren in der Datenverfügbarkeit (Online-Datenbank), werden angestrebt.

Kooperationspartner
Bundesanstalt für Arbeitsmedizin und Arbeitssicherheit (BAuA) Berlin, Berufsgenossenschaftliches Forschungsinstitut für Arbeitsmedizin (BGFA) Bochum, Bergbau-Berufsgenossenschaft (BBG) Gera, Deutsche Gesetzliche Unfallsversicherung (DGUV) St. Augustin, Institut für Gefahrstoffe Bochum, Helmholtz Zentrum München, National Radiation Protection Institute (Prag, Tschechien), Institute for Radiological Protection and Nuclear Safety (Fontenay-Aux-Roses, Frankreich), Canadian Nuclear Safety Commission (Ottawa, Kanada)

Zielsetzung
Mit den Kooperationspartnern sollen sowohl gesundheitliche Auswirkungen einer Beschäftigung im Uranbergbau als auch die individuelle Strahlenempfindlichkeit untersucht werden. Das BfS führt mit ca. 59.000 ehemaligen Beschäftigten des Uranbergbaubetriebs der Wismut in Thüringen und Sachsen die weltgrößte Kohortenstudie zu Uranbergarbeitern durch. Dies geschieht in enger Zusammenarbeit mit den Berufsgenossenschaften und anderen wissenschaftlichen Instituten.

Bisher wurde das Mortalitätsrisiko für Lungenkrebs, extrapulmonale Tumoren und Herzkreislauferkrankungen in Abhängigkeit einer Exposition gegenüber Radon und seinen Folgeprodukten untersucht. Im Rahmen internationaler Kooperationen wird eine gemeinsame Auswertung der tschechischen, französischen und deutschen Kohortenstudien (EU-Vorhaben alpha-Risk) vorgenommen. Eine ähnliche Auswertung ist zusammen mit den kanadischen Bergarbeiterstudien geplant. Parallel dazu wird eine Biobank von ehemaligen Wismutbeschäftigten, insbesondere von in jungen Jahren an Lungenkrebs verstorbenen Beschäftigten, aufgebaut. Dies geschieht in enger Kooperation mit dem BGFA und HGMU.

Kooperationspartner
Universität Gent (Belgien), I-Themba-Labs (Südafrika)

Zielsetzung
Das Ziel der Kooperation besteht darin, die Automatisierung des Mikrokerntests zu standardisieren, um im Falle eines großen Strahlenunfalls dieses Testsystem in mehreren Laboratorien gleichzeitig einsetzen zu können.

Kooperationspartner
Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg, Universität Bern (Schweiz), IAEA (Wien, Österreich), Health Canada (Ottawa, Kanada), Ciemat (Madrid, Spanien), Nesca (Pretoria, Südafrika), States of Guernsey Government (Guernsey), Japan Chemical Analysis Center (Chiba, Japan), Korea Atomic Energy Research Institute (Daejeon, Korea), Deutscher Wetterdienst Offenbach, Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig, Carl Friedrich von Weizsäcker-Zentrum für Naturwissenschaft und Friedensforschung (ZNF) der Universität Hamburg, Khlopin Radium Institute (Sankt Petersburg, Russland), Environmental Research Institute of the Supervising Scientist (ERISS) (Darwin, Australien)

Zielsetzung
Nur wenige Labors sind weltweit in der Lage, Kr-85 und radioaktive Xe-Isotope mit der erforderlichen Empfindlichkeit in der Atmosphäre nachzuweisen. Neben der allgemeinen Überwachung der Umweltradioaktivität kommen diesen Radioisotopen Schlüsselstellungen beim Nachweis von Kernwaffentests oder der Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen (Pu-Gewinnung) zu.

Zur Durchführung und Ergänzung der Mitarbeit des BfS im Rahmen der Überwachung des Kernwaffenteststoppabkommens (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty, CTBT) , des Nichtverbreitungsvertrages (Non-Proliferation Treaty, NPT) als auch eines zukünftigen Vertrages über ein Verbot der Produktion von spaltbaren Material für Waffenzwecke (Fissile Material Cut-off Treaty, FMCT) ist es von strategischem Interesse, weltweite Zusammenarbeiten auf höchstem fachlichen Niveau im Bereich der atmosphärischen Krypton- und Xenon-Isotopenanalytik zu pflegen. Dies dient nicht zuletzt dem Ziel, unter aktiver Beteiligung der Bundesrepublik Deutschland (mit dem BfS in einer fachlich weltweit anerkannten Schlüsselposition) ein möglichst globales Messnetz zur Überwachung der atmosphärischen Kr-85- und Xe-133-Aktivitätskonzentrationen aufzubauen und zu betreiben sowie Konzepte für zukünftige Verifikationsinstrumente zu erarbeiten.

Kooperationspartner
Provisional Technical Secretariat (PTS) of the Preparatory Commission (PrepCom) for the Comprehensive Nuclear-Test-Ban-Treaty Organization (CTBTO; kurz: Kernwaffenteststopp-Abkommen) und an dem Internationalen Xenonvergleichsexperiment (INGE) beteiligte Institutionen

Zielsetzung
Eine wesentliche Komponente des Vertrags über das umfassende Verbot von Nuklearversuchen ist ein Verifikationssystem, bestehend aus einem globalen Messnetz (International Monitoring System, IMS), einem Datenzentrum (International Data Center, IDC) sowie Vorkehrungen für Vor-Ort-Inspektionen (On-Site Inspection). Der Nachweis von Spaltprodukten kann einen Kernwaffentest eindeutig identifizieren und ist daher ein unverzichtbares Verifikationsinstrument.

Die Messung von radioaktivem Xenon mit hoher Sensitivität ist insbesondere zur Detektierung unterirdischer Tests von Bedeutung, denn mit Ausnahme der radioaktiven Edelgase gelangen bei unterirdischen Kernwaffentests Spaltprodukte nur mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit in die Atmosphäre. Das Potenzial dieser Methode wurde unter anderem nach dem durch die Demokratische Volksrepublik Korea am 9.10.2006 durchgeführten Kernwaffentest demonstriert.

Unter maßgeblicher Beteiligung des BfS wird das Edelgasmessnetz der CTBTO als Bestandteil des internationalen Überwachungsmessnetzes aufgebaut und die Methodik für einen zuverlässigen Einsatz weiterentwickelt. Hierzu gehört neben dem zuverlässigen Betrieb der Stationen auch der Aufbau eines Qualitätssicherungsprogramms mit Einbeziehung von Radionuklidlabors, die globale Erfassung des Xenonuntergrundes und dessen Diskriminierung gegenüber Freisetzungen bei nuklearen Explosionen, sowie die Datenauswertung und die Interpretation der Ergebnisse aus dem gesamten Messnetz.

In vielen Punkten müssen hier neue Verfahren entwickelt werden, um die hohen Anforderungen des CTBT zu erfüllen. Neben dieser Edelgaskomponente wird auch die Methodik für partikelgebundene Radionuklide weiterentwickelt, um die Vorgaben des CTBT zu erfüllen. Für die Vor-Ort Inspektionen sind entsprechende, mobile Radionuklidprobeentnahme- und Messtechniken sowie die dazu gehörigen Auswertungsverfahren - insbesondere für den Nachweis von Edelgasen - zu entwickeln, zu testen und für den Einsatz zu realisieren.

Kooperationspartner
Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg, Zentrum für Naturwissenschaften und Friedensforschung der Universität Hamburg, Max-Planck-Institut für Meteorologie Hamburg, Climate Change Unit of the Institute for Environment and Sustainability (IES), European Commission Joint Research Centre, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. Leipzig, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) (Tsukuba, Japan), Institute of Environmental Geosciences der Universität Basel (Schweiz), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE/IPSL) (Gif-sur-Yvette, Frankreich), Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI) (AE De Bilt, Niederlande), Norwegian Meteorological Institute (Norwegen) und Meteorological and Hydrological Service, Atmospheric Research and Development Departement (Kroatien), Geowissenschaftliches Zentrum der Universität Göttingen

Zielsetzung
Radionuklide spielen als Tracer in den Umweltwissenschaften eine wichtige Rolle. Die großräumige Messung von Radionukliden liefert wichtige Informationen über mögliche Quellenverteilungen, die Ausbreitung in der Umwelt und den Transfer zwischen verschiedenen Kompartimenten der Umwelt, insbesondere zwischen Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre. Das Erkennen von Langzeittrends erfolgt durch Messreihen über lange Zeiträume, wie sie am BfS vorhanden sind, insbesondere auch für die Edelgase Kr-85, Xe-133 und Radon.
 
Für die speziellen Untersuchungen zur Dynamik von Spurenstoffen (radioaktiv und inaktiv) in der Atmosphäre und die Interpretation der Messergebnisse sind Datensätze aus Messnetzen notwendig. So werden die Daten z. B. für die Validierung von atmosphärischen Ausbreitungsmodellen genutzt, welche z. B. im Bereich Klimaschutz bei Ausbreitungsberechnungen von Treibhausgasen Anwendungen finden. Die Erfahrungen von Arbeitsgruppen mit unterschiedlichem Expertenwissen sind für die Interpretation der Daten von hohem wissenschaftlichen Wert. Der Austausch von Daten und messtechnischen Erfahrungen auf nationaler und internationaler Ebene führt auch zu einem effizienteren Einsatz der Ressourcen.

Kooperationspartner
Freiburger Materialforschungsinstitut (FMF) der Universität Freiburg

Zielsetzung
Entwicklung und Erprobung eines Raumtemperaturhalbleiterdetektors auf CZT-Basis sowie Entwicklung eines digitalen Vielkanalanalysators als Basiselement für spektroskopische Sonden. Das Vorhaben dient der Ertüchtigung des ODL-Messnetzes zur online-Bestimmung von ODL und Nuklidvektor.

Im Falle einer großflächigen Kontamination ist es für eine zuverlässige Beurteilung der Situation und für Entscheidungen über Maßnahmen des Notfallschutzes erforderlich, neben der externen Strahlenexposition das Radionuklidspektrum und die Höhe der Radionuklidablagerung am Boden zu kennen. Deshalb müssen derzeit in einem Ereignisfall die Messfahrzeuge des BfS die Sonden des ODL-Messnetzes einzeln anfahren, um dort in-situ-Messungen durchzuführen. Aufgrund des damit verbundenen Zeitaufwandes stellt dieses Verfahren eine Schwachstelle des nuklearen Notfallschutzkonzeptes dar.

Um diese Lücke zu schließen, wurde vor mehreren Jahren eine Kooperation mit Halbleiter-Physikern an der Universität Freiburg aufgebaut, um das Potenzial neuer Detektormaterialien (Cadmium-Zink-Tellurid-Halbleiter) für das Notfall-Messnetz des BfS zu erforschen. Ziel ist es, die Geiger-Müller-Zählrohre des ODL-Messnetzes durch spektroskopische Systeme zu ersetzen, mit denen die zeitaufwendigen in-situ-Messungen vollständig entfallen könnten.

Die bisherigen Erfolge in der Materialentwicklung haben nachgewiesen, dass die Entwicklungsziele erreicht werden können, wenngleich die bisher entwickelten Detektoren die Anforderungen des BfS hinsichtlich der Nachweisgrenzen noch nicht erfüllen. Ein neues Konzept beruht darauf, bis zu vier Einzeldetektoren mit Hilfe der in Entwicklung befindlichen Elektronik im Stapelbetrieb zu nutzen. Der Vielkanalanalysator wurde aus diesem Grund mit vier Eingängen versehen, was keinen erheblichen schaltungstechnischen Mehraufwand bedeutet. Bis zu vier Detektoren können damit parallel und in Koinzidenz an dem Vielkanalanalysator betrieben werden. Untersuchungen der Langzeitstabilität bei einem permanenten Feldeinsatz sind als anschließender Schritt geplant.

Kooperationspartner
Geoforschungszentrum (GFZ) Potsdam

Zielsetzung
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Ermittlung dreidimensionaler Wasserdampfverteilungen in der Atmosphäre und die Erfassung der zeitlichen Änderung der Verteilung unter Verwendung der GPS-Tomographie.

Im Rahmen der Kooperation soll ein geeigneter geodätischer Einfrequenz-GPS-Empfänger für die Untersuchungen ausgewählt und in eine ODL-Messsonde integriert werden. Der Prototyp eines kleinskaligen Netzwerks gekoppelter GPS/ODL-Messsonden soll realisiert und die automatische Datenübertragung im Rahmen eines Feldversuches ca. sechs Monate lang getestet werden. Der erstellte Datensatz aus den Messungen der Ein-Frequenzempfänger soll hinsichtlich ihrer qualitativen Verwertbarkeit zur Ableitung der räumlichen Wasserdampfverteilungen analysiert werden. Mit dem Vorhaben sollen die Möglichkeiten der Mehrfachnutzung der Infrastruktur des ODL-Messnetzes geprüft werden.

Als längerfristige Perspektive dieser Kooperation soll weiter analysiert werden, ob die Daten auch zur Bestimmung von Windrichtung und -geschwindigkeit genutzt werden können. Dies sind Schlüsselparameter zur Durchführung von Ausbreitungsrechnungen in der näheren Umgebung bei unfallbedingten oder terroristischen Freisetzungen. Diese Daten sind hilfreich als Ergänzung der meteorologischen Messungen, die in der Umgebung kerntechnischer Anlagen gefordert werden. Flächendeckende Messungen hätten den Vorteil, dass jederzeit auf aktuelle lokale Daten zugegriffen werden könnte, wie sie insbesondere bei nicht vorhersehbaren Ereignissen, wie z. B. terroristischen Bedrohungen, benötigt werden.

Eine großräumige, flächendeckende Erweiterung des GPS-Messnetzes möglichst auf die Gesamtfläche Deutschlands wäre optional. Nutznießer der Daten eines solchen großräumigen Messnetzes könnten Institutionen mit ganz unterschiedlichen meteorologischen Fragestellungen, von aktuellen Ausbreitungsrechnungen bis hin zu statistischen Wetterbeobachtungen, sein.

Kooperationspartner
Institut für Umweltgeowissenschaften der Universität Basel (Schweiz), Lehrstuhl für Geographie und geographische Fernerkundung an der Ludwig-Maximilians-Universität München, Europäische Raumfahrtagentur (ESA)

Zielsetzung
Die Bodenfeuchtigkeit hat sich als ein Schlüsselfaktor für das Verständnis der Klimaerwärmung erwiesen, denn der Wasseraustausch zwischen der Erdoberfläche und der Atmosphäre spielt in klimatischen Systemen eine entscheidende Rolle. Ist die Erde wassergesättigt, führt die einfallende Sonnenenergie zu einer verstärkten Verdunstung von Wasser aus dem Boden und zu einer höheren Transpiration durch Pflanzen. Bei erhöhtem Wasserdampfgehalt der Atmosphäre wird die Lichtenergie stärker reflektiert, wodurch die Energiebilanz kleiner wird.

Um diesen Effekt quantitativ zu untersuchen, soll die Bodenfeuchtigkeit routinemäßig möglichst großflächig gemessen werden. Entsprechende Messnetze fehlen aber bisher. Bei der Messung der Umweltradioaktivität mit Hilfe stationärer ODL-Messgeräte zeigt die Detailanalyse, dass die Bodenfeuchtigkeit den Messwert um bis zu 20 Prozent beeinflusst: Bei trockenen Böden ist die ODL um diesen Prozentsatz höher als bei nassen Böden. Es bietet sich daher an, die Ergebnisse der routinemäßigen ODL-Messungen als Maß für die Bodenfeuchtigkeit heranzuziehen. Durch die bundesweite Verteilung der 1800 ODL-Sonden ergäbe sich die Möglichkeit, die Bodenfeuchtigkeitsdaten räumlich hoch aufgelöst zu ermitteln.

Die seit Mitte 2008 bestehende Kooperation mit der Universität Basel und der Ludwig-Maximilians-Universität in München dient dazu, die Zuverlässigkeit und Aussagefähigkeit der ODL-Daten hinsichtlich des Bodenwassergehalts zu analysieren, um so die Voraussetzung für die Nutzung des ODL-Netzes als Bodenfeuchte-Indikator zu schaffen.

Ab Herbst 2009 soll der SMOS-Satellit (Soil Moisture and Ocean Salinity) der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) weltweit die Bodenfeuchtigkeit und den Salzgehalt des Meerwassers messen. Zur Kalibrierung der Messeinrichtungen des Satelliten sollen die Ergebnisse des Forschungsvorhabens genutzt werden. Zurzeit werden bereits in einem von der ESA koordinierten Projekt entsprechende Pilotuntersuchungen in einem Validierungsgebiet an der Donau durchgeführt.

Kooperationspartner
EURADOS (European Radiation Dosimetry Group), Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB, Braunschweig), Joint Research Center (JRC) der EU (Ispra, Italien)

Zielsetzung
Die ODL-Daten aller EU-Staaten werden seit mehr als 20 Jahren mittels der europäischen Datenaustauschplattform EURDEP (European Data Exchange Platform) ausgetauscht. Die ermittelten Messwerte werden als Rohdaten, d. h. ohne weitere Korrektur, an die EU verschickt. Dabei zeigen sich bei einer europaweiten Kartendarstellung immer wieder Unterschiede der Messwerte entlang der Landesgrenzen, was vor allem auf das unterschiedliche Ansprechvermögen der verschiedenen europaweit eingesetzten Messgeräte zurückzuführen ist. Aus diesem Grund wurde von der EU im Jahr 2004 das Vorhaben AIRDOS zur Harmonisierung der ODL- und Luftdaten initiiert und vom Joint Research Center der EU in Ispra/Italien koordiniert.

Auf der Datengrundlage des AIRDOS wurde von der Universität Basel und dem BfS ein Verfahren entwickelt, um den Beitrag des Eigeneffekts der Sonde, den Beitrag der kosmischen Komponente sowie weiterer Parameter wie z. B. die Höhe der Sonde über dem Boden, auf den resultierenden Messwert zu ermitteln. Durch entsprechende Korrekturen wurden die routinemäßig europaweit erhobenen ODL-Daten systematisch aggregiert und erstmals eine einheitliche Karte der terrestrischen ODL in Europa erzeugt.

Inzwischen ist das BfS dabei, diese Methode zu einem operationellen System zur täglichen Bereitstellung harmonisierter ODL-Daten auszubauen. Das System erlaubt neben der Bestimmung der Tageswerte der terrestrischen ODL die Berechnung von Wochen- bzw. Monatsmittelwerten. Der Zugriff auf diese Ergebnisse wird als Web-Applikation realisiert.

Da in einem früheren Forschungsvorhaben gezeigt werden konnte, dass terrestrische ODL und Radonfluss korrelieren, können diese Daten zusätzlich genutzt werden, um routinemäßig Karten der Radonquellstärke mit vergleichsweise guter räumlicher und zeitlicher Auflösung zu erstellen. Diese Daten sind unter anderem für die Modellierung von Treibhausgasemissionen und letztendlich für die Verifikation des Kyoto-Abkommens von großem Interesse.

Inzwischen haben JRC, PTB, EURADOS, EURDEP und das BfS eine Kooperation initiiert, um die bisherigen Aktivitäten in einer gemeinsamen Initiative zu bündeln. Ende Juni 2009 ist ein erstes, von der EU finanziertes Treffen geplant, auf dem technische Standards definiert werden sollen, um Anforderungen an Detektoren und Messsysteme zu beschreiben und Prozeduren der Qualitätssicherung festzulegen.

Kooperationspartner
RIVM (Dutch National Institute for Public Health and the Environment), Universitäten von Utrecht und Wageningen (Niederlande)

Zielsetzung
Dieses Projekt soll das laufende INTAMAP-Projekt in wichtigen Bereichen zur automatischen Interpolation von radiologischen Frühwarndaten in Echtzeit ergänzen. Es ist Bestandteil des niederländischen Forschungsprogramms und wird unter der Bezeichnung RGI302 geführt, wobei ein Vertreter des BfS als Experte zur Mitwirkung an dem Vorhaben eingeladen ist. Im Gegensatz zu dem INTAMAP-Projekt soll die zeitliche Entwicklung einer radiologischen Situation mit berücksichtigt werden.

Integriert werden sollen ferner dynamische Meteorologiedaten (Regenfallstärke, Windfelder) und notwendige Dispersionsmodelle zur Vorhersage. Ein Schwerpunkt des Projekts liegt in der Entwicklung von Verfahren zur Optimierung von Messstrategien unter Berücksichtigung der Standorte stationärer Sonden und dem Einsatz ergänzender mobiler Messsysteme mit Hilfe geostatistischer Verfahren. Basierend auf diesem Konzept soll die Datenassimilation durch mobile Messungen (Messfahrzeuge) unterstützt und als Planungsinstrument räumlich und zeitlich einsetzbar werden.

Kooperationspartner
Universität Bremen

Zielsetzung
Rezente Sedimente können für Zeiten bis zu etwa 100 Jahren anhand ihrer Konzentrationen an natürlichem Pb-210 und anthropogenem Cs-137 datiert werden. Dieses Verfahren bildet eine wichtige Ergänzung zur 14C-Methodik, die für junge Sedimente nicht anwendbar ist. Ziel der gemeinsamen Arbeiten ist es, durch die Rekonstruktion des Sedimentationsgeschehens aquatischer Sedimente Informationen über historische Änderungen der regionalen Landnutzung sowie über klimatische Änderungen und deren Auswirkungen zu gewinnen.

Kooperationspartner
Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung, Institut für Bodenlandschaftsforschung Münchehagen, Institut für Umweltphysik an der Universität Bremen

Zielsetzung
In den letzten Jahren wurde verstärkt das Potenzial erkannt, natürliche und anthropogen erzeugte, aus der Atmosphäre auf Böden abgelagerte Radionuklide zur Quantifizierung von Erosionsprozessen dieser Böden zu untersuchen. Den Hintergrund der Methodik bildet die Beobachtung, dass viele Radionuklide so fest an die Bodenmatrix gebunden werden, dass sie bei Erosionsprozessen mit den Bodenpartikeln räumlich verfrachtet werden und damit Änderungen ihrer Konzentration ein direktes Maß für diesen Prozess darstellen.

Von besonderem Interesse hierbei sind Be-7 und Cs-137, deren Eintragsraten gut bekannt sind und die aufgrund ihrer unterschiedlichen Halbwertszeiten von 53 Tagen beziehungsweise 30,1 Jahren sowohl kurz- als auch langfristige Erosions- und Sedimentationsprozesse erfassen.

Spezifisches Ziel der Kooperationen sind zum einen Untersuchungen, welche Radionuklide neben den beiden genannten für eine Quantifizierung der interessierenden Prozesse geeignet sind, zum anderen eine Weiterentwicklung der Cs-137-Technik und der für dieses Radionuklid existierenden Modelle zur Bestimmung von Erosionsraten aus experimentell beobachteten Konzentrationsunterschieden innerhalb einer Catena.