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Helmholtz Zentrum München

Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt
Konsortialpartner

Institut für Strahlenmedizin

Hochenergetische Neutronen der sekundären kosmischen Strahlung

Das Helmholtz Zentrum München betreut auf dem Schneefernerhaus ein Messlabor, in dem die hochenergetischen Neutronen der sekundären kosmischen Strahlung gemessen werden. In der Atmosphäre werden diese Neutronen durch die Wechselwirkung von hochenergetischen Protonen der primären kosmischen Strahlung mit den Molekülen der Atmosphäre erzeugt. Derartige Neutronen kommen auch bei der modernen Protonen- bzw. Kohlenstoff-Krebstherapie vor. Dort werden sie durch ähnliche physikalische Prozesse im Patienten selbst und im Therapieraum erzeugt. Dabei tragen sie zur zusätzlichen aber unerwünschten Strahlenexposition von Patienten bei.

Bonner Kugel-Spektrometer
Bonner Kugel-Spektrometer

Mit dem auf dem Schneefernerhaus betriebenen Neutronen-Spektrometer können sowohl kurzzeitige Schwankungen der Neutronenintensität als auch die Energie der Neutronen gemessen werden. Ziel ist es, mit diesen Messungen Simulationsrechnungen der kosmischen Strahlung in der Atmosphäre zu überprüfen. Dazu wird der Einfluss von Umweltparameter wie Schneehöhe, Niederschläge, Luftdruck  etc. auf das Neutronenenergiespektrum untersucht. Damit kann zu einem beliebigen Zeitpunkt das Neutronen-Energiespektrum sowohl über Simulationen und über die Spektrometer-Messungen bestimmt werden und für Referenzmessungen von Instrumenten, die bei der Protonen- und Kohlenstofftherapie eingesetzt werden, herangezogen werden. Ein ähnliches mobiles Neutronen-Spektrometer wie das auf dem Schneefernerhaus wird vom HMGU zum Nachweis sekundärer Neutronen bei der Protonen- und Kohlenstoff-Therapie benutzt.

Bei genauer Kenntnis der kosmischen Strahlung zu einem beliebigen Zeitpunkt und an einem beliebigen Ort in der Atmosphäre lässt sich zudem die Strahlenexposition von fliegendem Personal (Piloten, Kabinenpersonal) berechnen.
 

Aktuelle Messwerte:

Continuous cosmic ray measurements for Zugspitze mountain

Department of Environmental Sciences - Molecular Exposomics /Cooperation Group Comprehensive Molecular Analytics

Das Forschungsgebiet von CMA liegt in der Untersuchung von Gesundheitseffekten von Aerosolen mit analytischen und bioanalytischen Methoden. Schwerpunkte sind dabei die Entwicklung und Anwendung massenspektrometrischer und chromatographischer Analysetechniken zur Charakterisierung komplexer molekularer Stoffgemische in der Umwelt und in biologischen Systemen.

Die Umweltforschungsstation Schneefernerhaus bietet mit ihrer Lage in der unteren freien Troposphäre, oft entkoppelt von der planetaren Grenzschicht, exzellente Bedingungen zur Sammlung von Hintergrundaerosolen als Referenz für anthropogen belastete Luft.

2018 wurden im Rahmen eines Projektes mit Partnern aus Südafrika (Arbeitsgruppe von Prof. Patricia Forbes, Universität Pretoria) an der UFS Schneefernerhaus und auf dem Zugspitzplatt tragbare Aerosol-Sammler und Mikro-Aethalometer installiert um schwerflüchtige organische Verbindungen (SVOC) sowie Ruß (BC) zu charakterisieren. Diese Daten wurden verwendet um die Exposition mit unbelasteter hochalpinen Luft zu bestimmen und diese mit belasteten Umgebungen zu vergleichen.