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AKTUELLER STAND DER
RADONKARTIERUNG
IN DEUTSCHLAND UND EUROPA
STATUS OF RADON CARTOGRAPHY
IN GERMANY AND IN EUROPE
Peter Bossew
1
, Bernd Hoffmann
1
, Valeria Gruber
2
1
Bundesamt für Strahlenschutz, Köpenicker Allee 120-130, 10318 Berlin.
2
European Commission, Joint Research Centre, Institute for Transuranium Elements,
Unit E.08 – Nuclear Security, Via E. Fermi 2749, 21027 Ispra (VA), Italy
Sächsischer Radontag, Dresden, 11.9.2012

<Dresden-pb-120910>
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Inhalt
1. Wozu Rn-Karten?
2. Was ist Kartierung?
3. Beispiele:
- Deutschland
- Europa

<Dresden-pb-120910>
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Rationale: wozu Rn-Kartierung?
• Motivation in
Deutschland u.a. Ländern
:
- Regionen erhöhten Rn-Risikos (
Rn prone areas, RPA
) erfassen
ev. Vorsorgemassnahmen: Baunormen; Sanierung; dichtere Surveys
- Entwurf
EU-BSS
: Länder müssen RPAs ausweisen,
“Rn action plan” erstellen
- RPA bisher nicht klar definiert; ± Gebiet, in dem höhere Rn-Werte
vorkommen; z.B.: Wahrscheinlichkeit, dass Referenzwert
überschritten wird.
-
“Radonvorsorgegebiet” (RVG)
: Gebiet, in dem (nach festzulegenden
Kriterien) Massnahmen ergriffen werden sollten.
RPA und RVG anscheinend konzeptuell leicht verschieden!
- In DE Debatte über die Sinnfälligkeit von RPAs/RVGs;
nicht Thema dieser Präsentation! – noch Diskussionsbedarf!
• Motivation
EC
: Euratom
Daten über Umweltradioaktivität sammeln,
darstellen, Methoden harmonisieren usw.

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Reminder: Kartierung
Punkte
Linien
Flächen
Eingangsdaten
Modell,
Statistik
Z(U)
U=räuml. Einheit,
z.B. Punkt
Zielgröße
Zuordnung,
Projektion
Schätzungs- u.
Kartierungseinheit
Gitterzelle
geschätzt auf
Gitterpunkt,
einem Pixel
zugeordnet
Polygon
Zahl
numerisch:
123.4
12.3 ± 4.5
kategorial-ordinal:
{niedrig, hoch}
kategorial, nicht ordinal:
{Kalk, Granit, Grauwacke}
Farbencode
Bedingung an Z:
räumliche Struktur, deren Darstellung Zweck
der Kartierung ist, darf nicht durch “Rauschen” (natürliche
Variabilität des beobachteten Prozesses, Unsicherheit des
Beobachtungsprozesses) verdeckt werden

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Unsicherheit
Realität:
räumliche, zeitliche
wahre Variabilität
des untersuchten
Prozesses
Eingangsdaten, Beobachtungsprozess:
Beobachtungsunsicherheit
(Probenahme, Messung);
Klassifizierungsunsicherheit
z.B:
Geologie:
einem Messpunkt “richtige” Geologie zugeordnet … hängt vom
Massstab der geol. Karte und der Legende (Klassifizierungstiefe) ab;
z.B.:
Innenraum-Rn:
Raum richtig klassifiziert?
Modell:
Auswahl des Modells, Modellparameter
geschätzt aus Daten, abgeleitet von a-priori-Wissen
Statistik:
Schätzunsicherheit
(z.B. Anzahl der Daten),
Schätzverfahren
(oft besonders tricky bei geostatistischen Verfahren)

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Deutschland: Boden-Rn
Entwickelt von Kemski et al.
seit 2001
Messwerte Bodenluft:
Kemski-Protokoll
Ca. 4000 Werte
3 km x 3 km-Zellen
Schätzung: IDW2 innerhalb
geologischer Typen
Geo-Typen: vereinfachte
Geologie, Kemski et al.
Quelle:
www.bfs.de/de/ion/radon/radon_boden/radonkarte.html

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Sachsen: Boden-Rn
• Methode: wie zuvor;
• zusätzlich fast 1000
Messwerte
• 1 km x 1 km-Raster
¡ Effekt der Auflösung !
Quelle:
www.umwelt.sachsen.de/umwelt/strahlenschutz/3331.htm
3 km x 3 km-Raster

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Sachsen: Wahrscheinlichkeit
• Wahrscheinlichkeit, dass die Rn-
Konzentration in Wohnräumen
(Erdgeschoss, langfristiges
Mittel) 200 Bq/m³ übersteigt
~ Risiko
• geschätzt aus Daten
Räumliche Kartierungseinheiten:
• 1 km x 1 km-Zellen ( )
• Polygone: Gemeinden ( )
¡ Effekt der Kartierungseinheit !

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Deutschland: Radonpotential
-200000
-100000
0
100000
200000
300000
400000
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
RP
Radonpotential: “Neznal”-RP
RP := S / (- log
10
k – 10)
S = Rn-Konzentration Bodenluft (kBq/m³),
Kemski-Protokoll, k = Permeabilität (m²)
auf Druckgradienten normierte
advektive Komponente des Rn-
Flusses
10 km x 10 km-Zellen,
Schätzung an Gitterpunkten, jeweils
Pixeln zugeordnet, in deren Mitte der
Punkt liegt
Projektion = GISCO Lambert azimutal
Schätzung:
- Gaussian sequential
simulation
(basierend auf Variogramm,
nscore transform, tail model)
- Werte: ergodic (über
Realisierungen) conditional
expectation
- Geologie als deterministischer
Prädiktor
- Geo-Typen ähnlich wie
bei Kemski
Methode ergibt
an jedem Gitterpunkt
die bedingte
Wahrscheinlichkeits-
verteilung

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Deutschland: Wahrscheinlichkeit
-200000
-100000
0
100000
200000
300000
400000
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
prob(C>100 Bq/m³)
• Wahrscheinlichkeit
, dass die
Rn-Konzentration in
Wohnräumen
(langfristig,Erdgeschoss,
Häuser voll unterkellert)
100 Bq/m³
übersteigt.
• 10 km x 10 km-Zellen
• Geschätzt aus dem
Radonpotential
(letzte Folie)
• Stochastisches Transfermodell
,
beruhend auf gemeinsamer
Verteilung von RP und C,
modellierte Copula
Vorläufige Version !
Modifikationen zu erwarten!
(prob tw. unterschätzt)
E[C(x)|Z] =
dG
Z (c=0… )
c dF(c|Z(x)=z(x, ))
An jeden Gitterpunkt: Bedingte Verteilung
der Innenraum-Konzentration

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Europa: Ausgangslage 2005
• etliche Länder haben Radonkarten
• methodisch heterogen!
• verschiedene Eingangsdaten und
Zielgrößen;
• verschiedene Kartierungseinheiten
und Arten der Darstellung
Projekt:
• Harmonisierung
• „Europäischer Atlas der Natürlichen
Strahlung“
• begonnen 2006

<Dresden-pb-120910>
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Europa: Projekt “Atlas of natural radiation”
Zweck:
- Darstellung der Situation auf europäischer Ebene;
- Herstellung methodisch harmonisierter Datensätze;
- Erarbeitung, Diskussion von Methoden;
- ggf. Unterstützung zukünftiger Projekte.
- Soll & kann nationale Hausaufgaben nicht ersetzen!
Inhalt (dzt. Planung):
-
Karten:
-- Innenraum-Radon (seit 2006 in Arbeit);
-- Geogenes Rn (seit 2008);
-- Kosmische Strahlung (seit 2010);
-- externe terrestrische Dosisleistung (erste Vorarbeiten);
-- Geochemie ?;
-- Wasser ?;
-- Gesamte Exposition ??;
-- ….
-
Artikel:
Grundlagen, Methoden

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Europa: Rn-Innenraum (EIRM)
Beschluss: Prag, 2006
10 km x 10 km-Zellen
Wohnräume, Erdgeschoss
Teilnehmer schicken Zellstatistik, nicht
Originaldaten (Datenschutz!):
n, AM, SD, AM(ln), SD(ln), Min, Med, Max
Status:
25 Länder
ca. 800,000 Messwerte
zusätzliche Untersuchungen:
Europaweite Statistiken
Homogenität über Grenzen?
Anomalien, Ausreisser?
weisse Flächen:
keine Daten
Daten nicht elektronisch verfügbar
Daten in nicht konvertierter
Georeferenzierung
Räumliches Mittel
Mittel der Exposition!
Karte reflektiert i.w. Geologie

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Europa: Karte des geogenen Rn (EGRM)
methodisch komplizierter !
Einfache Aggregation wie EIRM nicht möglich: Eingangsdaten zu heterogen,
Datendichte i.a. nicht ausreichend
3 Stufen:
1) Karte, basierend auf
Geologie
geologische Typen: basierend auf ‘OneGeology’
Jedem Geo-Typ wird nach einem Algorithmus eine “Radon-Klasse”
zugeordnet.
Kalibrierung: dzt. mit deutschen Daten (BURG)
2) Punktweise
Klassifizierung
:
Eingangsdaten (je nachdem, was regional verfügbar ist: Rn-Bodenluft, eU,
standard. Innenraum-Rn, ODL, Geologie,…) wird mittels
Klassifizierungstabelle ein ordinaler Indexwert zugeordnet.
(Methode
US-EPA)
3) Punktweise
RP
:
Eingangsdaten
Transfermodell zu RP; Ergebnis: Karte des RP,
kontinuierliche Skala (kann dann in Klassen aufgeteilt werden)
Kontinierlich: EGRM-Report: Grundlagen, Status,
Methoden, Kochrezepte,…(derzeit v.1, 360 Seiten)
Karte (1): erste Version wird nächste Woche in Prag präsentiert!

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Danke für Ihre
Aufmerksamkeit!

<Dresden-pb-120910>
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Postscriptum 1:
• recent article:
Harrison J.D. and Marsh J.W. (2012): Effective dose
from inhaled radon and its progeny. In press, Ann. ICRP.
• propose conversion factor for residential exposure:
14 mSv / WLM
(F=0.4, f=0.1)
• 100 Bq/m³ x 1 a
0.44 WLM
(occupancy=0.8, breathing rate 0.78 m³/h)
100 Bq/m³
6.2 mSv/a !!
• so far ICRP 65 (1993): 4 mSv / WLM,
ICRP 103 (2007): 9 mSv / WLM
• new factor
300 Bq/m³
(EU-BSS reference conc.)
18 mSv/a !
or 1 mSv/a
16 Bq/m³
• consequence for reference values ??
consequence for 1 mSv/a concept ??

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Postscriptum 2:
• A
new version
of the EU-BSS has been issued 25.6.
Mainly corrections of errors and style, but also a few referring to content
Article 4 (Definitions):
maybe also other
changes!
to be found in:
http://register
.consilium.europa.eu/pdf/en/12/st08/st08025-re01.en12.pdf