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Welches Messgerät passt zu meiner erwarteten Radonkonzentration?

Radon ist eine sehr dynamische Messgröße. Konzentrationen im Bereich von Milli-Becquerel bis Mega-Becquerel können in der Umwelt auftreten. Den weitesten Messbereich bieten Geräte mit Hochspannungsanreicherung und Halbleiterdetektor. Manche Geräte besitzen einen sehr eingeschränkten Messbereich, der verschiedene Anwendungsgebiete ausschließt.

Die Radonkonzentration in der Außenluft beträgt einige Becquerel pro Kubikmeter. Die Abkürzung der Einheit lautet Bq/m³. Durchschnittliche Werte in Innenräumen liegen bei 10 bis 100 Bq/m³. In radonbelasteten Gebieten kann die Konzentration jedoch bis zu einigen Tausend Becquerel pro Kubikmeter ansteigen, während an Untertagearbeitsplätzen oder in Wasserwerken bis zu 100000 Bq/m³ möglich sind. In der Bodenluft treten Konzentrationen bis in den Mega-Becquerel-Bereich auf.

Der gesetzliche Referenzwert wurde als jährlicher Mittelwert definiert. Bei Messbereichsüberschreitungen würden jedoch die Messbereichsgrenzen anstelle der tatsächlichen Konzentrationswerte in die Berechnung des Mittelwertes einfließen und diesen verfälschen. In manchen Fällen soll eine sehr geringe Konzentration oder das völlige Fehlen von Radon nachgewiesen werden. Die Grenzen des Messbereiches sollten deshalb stets der Anwendung angepasst sein.

Welche Messbereichsgrenzen ein Gerät aufweist, hängt zum einen vom Messprinzip und zum anderen von der elektronischen Signalverarbeitung ab.

Die mit Abstand geringste untere Grenze bieten spektroskopische Geräte mit Halbleiterdetektor und Hochspannungsabscheidung. Die Untergrundzählrate von Halbleiterdetektoren beträgt 0,01 Impulse pro Stunde und Quadratzentimeter im Energiebereich der Radonfolgeprodukte. Dies entspricht einer Konzentration von unter einem Milli-Becquerel pro Kubikmeter für die von SARAD verwendete Messkammer.

Nach oben hin wird der Messbereich durch die für die Erfassung eines Zerfalls notwendige Zeit bestimmt. Die Impulse bei Halbleiterdetektoren oder bei Szintillationskammern liegen im Bereich weniger Mikrosekunden, sodass Messungen im Bereich von Mega-Becquerel möglich sind, ohne dass Totzeiteffekte zu Linearitätsfehlern führen.

Szintillationsdetektoren benötigen einen lichtsensitiven Detektor mit einer großen Verstärkung. Spontane Emissionen von Elektronen führen zu einem Untergrundsignal, welches im Bereich von einigen Bq/m³ liegt.

Bei Ionisationskammern wird ein Untergrundsignal durch externe Strahlung oder durch Spontanionisation generiert, so dass auch hier die untere Grenze des Messbereichs bei einigen Bq/m³ liegt. Ionisationskammern können nur bei Konzentrationen im Bereich einiger kBq/m³ im Impulsbetrieb arbeiten. Dies ist durch die langen Sammelzeiten der positiven Ladungsträger in der Luft bedingt. Danach steht durch Überlagerung nur noch ein zeitvariantes Stromsignal zur Verfügung. Geräte, die das Stromsignal nicht verarbeiten können, haben deshalb einen nach oben begrenzten Messbereich.

Zu beachten ist, dass die Nachweisgrenze und damit die untere Messbereichsgrenze bei Geräten ohne echte α-Spektroskopie durch die fortschreitende Langzeitkontaminierung ansteigt.