Radionuklidlabor der IAF Radioökologie GmbH

Das Radionuklidlabor von IAF bestimmt Nuklide in fast allen Materialien und Matrices

Das nach DIN ISO/EN 17025:2018 akkreditierte Radionuklidlabor der IAF-Radioökologie bestimmt ein breites Spektrum von Radionukliden in nahezu allen Matrices. Dies umfasst sowohl künstliche Radionuklide als auch natürliche Radionuklide. Von besonderer Bedeutung sind Sondernuklide, die häufig nur mit hochentwickelten radiochemischen Aufschlussmethoden separiert werden können, um ihre Aktivität anschließend in den entsprechenden Messgeräten zu bestimmen. IAF verfügt überdies über einen flexiblen Bereich im Rahmen der Akkreditierung.

Promovierte Radiochemikerinnen und Radiochemiker mit langjähriger Erfahrung und geschulte Laborantinnen und Laboranten bearbeiten täglich eine große Anzahl von Proben mittels verschiedenster Verfahren wie Königswasser-, Flusssäure-, Schmelz- und Mikrowellenaufschluss, Zentrifugierung u.a. Hinzu kommt die Verbrennung von Gasproben im Oxidiser bzw. Röhrenofen sowie Absorptions-/ Desorptionssysteme für die Gasanalytik (z.B. Sorption von ¹⁴CO₂ zur Bestimmung des biogenen Kohlenstoffs in Klärgas, Sekundärbrennstoffen und anderen organischen Stoffen). Zur Bestimmung von Tritium mittels LSC werden Proben mittels Destillation und elektrolytischer Anreicherung vorbereitet.

 

IAF verfügt über einen umfassend ausgelegten Gerätepark, um auch hohe Probenzahlen verlässlich mit der zugesagten Umlaufzeit zu bearbeiten. Dazu zählen neben der Ausrüstung zur Probenvorbereitung unter anderem die folgenden Messgeräte:

 

• 18 HPGe n-Type Ultra-Low-Level-Gammaspektrometer mit einem Energiebereich ab 10 keV, incl. In-situ-Gammaspektrometer.
• 18 Alpha-Beta Low-Level-Messplätze.
• 42 Alphaspektrometer.
• Gitterionisationskammern.
• 2 Anlagen zur elektrolytischen Anreicherung von Tritium,
• 4 Ultra-Low-Level (LSC-) Flüssigszintillations-Spektrometer (Quantulus, Tricarb).
• Kr-85 und H-3-Monitore.

Im Einzelfall, insbesondere zur Qualitätskontrolle, bestimmen wir Radionuklide mit mehreren Verfahren (also z.B. LSC und Low-Level-Counting).

Der mechanischen Probenvorbereitung (Brecher, Kugelmühlen), Homogenisierung und Aliquotierung von Feststoffproben kommt eine besondere Bedeutung zu, um repräsentative Ergebnisse zu erhalten. Hierbei ist viel Erfahrung erforderlich, um dem jeweiligen Probenmaterial, seiner Herkunft und dem Ziel der Untersuchung gerecht zu werden.

Zur Bestimmung der Mobilisierung von Radionukliden führen wir standardisierte und problemangepasste Laugungsversuche (Elutionsversuche) durch, z.B. in Überkopfschüttlern, Elutionssäulen und anderen Verfahren, die wir auch anforderungs- und kundenspezifisch anpassen können. Auch hier spielt Erfahrung die entscheidende Rolle: das chemische Verhalten der verschiedenen Nuklide wie die Sorption an Gefäßwänden muss in jedem Einzelfall beachtet werden, um sinnvolle und verlässliche Ergebnisse zu erhalten.

Unser Radionuklidlabor verfügt über eine Genehmigung zum Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen von bis zum 1E3-fachen der Freigrenze entsprechend Strahlenschutzverordnung. Durch Nutzung von Laborräumen eines universitären Partners können wir bei Bedarf die Aktivität der von uns bearbeiteten Proben auf das 1E7-fache der Freigrenze erweitern.

Durch die flexible Akkreditierung kann IAF neue radiochemische Verfahren entwickeln, validieren und einsetzen, um schnell auf Anforderungen unserer Kunden zu reagieren.

 

Im Rahmen der Qualitätssicherung führen wir umfangreiche interne und externe Maßnahmen durch, beispielsweise:

 

• Plausibilitätsprüfungen und Trendbeobachtung von Probenserien.
• Stichprobenartige Vergleichsmessungen mittels verschiedener Aufschluss- und Messverfahren.
• Regelmäßige Teilnahme an Ringversuchen auf nationaler und internationaler Ebene (z.B. Bundesamt für Strahlenschutz, IAEA, NPL).

Mit unserer Erfahrung helfen wir im Einzelfall auch Kunden, eigene Verfahren zu entwickeln oder zu optimieren. So lernen wir voneinander und entwickeln uns gegenseitig weiter.

 

Bestimmung von Nukliden / Sondernukliden

In der Natur gibt es nicht nur radioaktive Nuklide, sondern auch stabile Isotope, wie z.B. H-2 (Deuterium) oder O-18 diese werden beispielsweise neben dem radioaktiven Wasserstoffisotop Tritium als zusätzliche Parameter bei Grundwasseruntersuchung herangezogen. IAF hat sich auf die Bestimmung von radioaktiven Nukliden spezialisiert, für nicht-radioaktive (stabile) Nuklide verweisen wir unsere Kunden auf erfahrene und auf diese Isotope spezialisierte Partnerlabore. IAF übernimmt jedoch gern das Probenhandling und bietet damit eine Komplettleistung an.

 

IAF bestimmt ein breites Spektrum von Nukliden einschließlich Sondernukliden

 

Als nach DIN ISO EN 17025:2018 akkreditiertes Labor bestimmen wir Radionuklide in nahezu allen Probenmatrices, wie zum Beispiel:

• Biogenen Kohlenstoff (C-14-Methode) in Sekundärbrennstoffen, Biokunststoffen, Biokraftstoffen u.a. nach DIN EN 15440 (Feste Sekundärbrennstoffe), DIN EN 16640, EN 16785-1 (Biobasierte Produkte), DIN EN ISO 13833 (CO₂-Emissionen aus Biomasse).
• Bestimmung des Aktivitätsindex von Bauprodukten (Anhang VIII der EU-Grundnormen-Richtlinie 2013/59/Euratom bzw. Anlage 17 StrlSchV, nach DIN CEN/TS 17216 bzw. DIN SPEC 18208, oder weiteren nationalen und internationalen Standards) sowie in Roh- und Zuschlagstoffen. Download der Broschüre
• Natürliche Radionuklide in Rückständen (NORM).
• Radioaktivität in Trinkwasser, Mineralwasser (einschließlich zur Deklaration „Für Säuglingsnahrung geeignet”), Lebensmitteln, Getränken, Arzneimitteln und Kosmetika.
• Tritium-Bestimmung (H-3) mittels LSC nach DIN EN ISO 9698 ggf. nach elektrolytischer Aufkonzentrierung für hydrogeologische Fragestellungen (Nachweisgrenze bis zu 0,2 TU).
• Radon-Bestimmung mittels Gammaspektrometrie nach DIN ISO 13164-2.
• Bestimmung von Gesamt-Alpha/-Beta mittels Low-Level-Counter nach DIN EN ISO 10704 bzw. mittels LSC nach DIN EN ISO 11704.
• Radionuklid-Analytik von Ausscheidungen und Bioproben.
• Analytik im Rahmen der Umweltüberwachung und des Rückbaus kerntechnischer Anlagen und in NORM-Industrien.
• Landwirtschaftliche, pflanzliche und tierische Produkte.
• Mineralische, tierische und pflanzliche Öle, ölhaltige Flüssigkeiten.
• Produktionswässer (Erdöl-/Erdgasförderung, Geothermie) und hochsaline Wässer.
• Forensische Analytik für die Ermittlung von Schadensherden, Herkunftsbestimmung von Produkten.

 

Die am häufigsten von unserem Radionuklidlabor zu bestimmenden Nuklide sind:

 

Uran (U-238, U-234, U-235, ...)	Cobalt (Co-60)
Thorium (Th-232, Th-230, Th-228, ...)	Niob (Nb-93m, 94)
Radium (Ra-226, Ra-228, Ra-224, ...)	Ruthenium (Ru-103, Ru-106)
Radon (Rn-222, Rn-220, ...)	Cer (Ce-141, Ce-144)
Blei (Pb-210), Polonium (Po-210)	Cäsium (Cs-137, Cs-134, ...)
Actinium, Protactinium (z. B. Ac-227, Pa-231)	Technetium (Tc-99, Tc-99m)
Kalium (K-40)	Jod (I-131, I-129, ...)
Tritium (H-3), Kohlenstoff (C-14)	Strontium (Sr-89, Sr-90)
Phosphor (P-32)	Antimon (Sb-125, Sb-126, ...)
Schwefel (S-35)	Americium (z.B. Am-241)
Chlor (Cl-36)	Plutonium (Pu-238, Pu-239, Pu-240, Pu-241)
Calcium (Ca-41)	Europium (Eu-152, Eu-154, Eu-155)
Eisen (Fe-55)	Neptunium (Np-237)
Nickel (Ni-59, Ni-63)	Curium (Cm-242, Cm-243, Cm-244)

Unsere flexible Akkreditierung erlaubt es uns, kurzfristig für weitere Nuklide Bestimmungsmethoden zu entwickeln und anzuwenden. Für Anfragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

Bestimmungs-/Nachweisgrenzen, Messgenauigkeiten sowie die erforderlichen Probenmengen und Probenahmeverfahren hängen von vielen Faktoren ab. Sprechen Sie uns mit Ihren speziellen Anforderungen bitte an, wir beraten Sie gerne.

Die richtige Probenvorbereitung und radiochemische Separation sind entscheidend für das Gelingen der Analyse. Das zu untersuchende Radionuklid muss sowohl von störender Matrix befreit als auch von bei der Messung interferierenden Radionukliden abgetrennt und in ein messfähiges Präparat überführt werden. Chemische Trennausbeuten werden dabei in der Regel durch Verwendung eines internen Standards ermittelt (Einsatz eines Radiotracers des gleichen oder eines chemisch ähnlichen Isotops).

Unser Radionuklidlabor zeichnet sich durch eine individuelle Probenlogistik, sehr kurze Probendurchlaufzeiten und eine umfassende Kundenbetreuung aus, die über die bloße Analytik weit hinausgeht und eine wissenschaftliche und praxisbezogene Interpretation der erhaltenen Ergebnisse umfasst. Wir nehmen Proben in Abstimmung mit unseren Auftraggebern zu (fast) jeder Tages- und Nachtzeit an und organisieren die Bearbeitung so, dass die Umlaufzeit prioritärer Proben minimiert wird.

Die Symbiose von Beratungskompetenz und radiochemischen Laborleistungen sowie unsere umfangreichen Kapazitäten für Feldarbeiten zur Probenahme, Freimessung, In-situ-Gammaspektrometrie und Vor-Ort-Begleitung radiologisch relevanter Arbeiten durch qualifizierte Mitarbeiter ermöglicht uns die schnelle Erarbeitung kundenorientierter Lösungen aus einer Hand.

Wenn außer radiometrischen Parametern auch konventionelle Komponenten zu überwachen sind (z.B. Quecksilber in der Erdöl-/Erdgasindustrie, Deklarationsanalysen nach LAGA oder Deponieverordnung, Schwermetalle und andere Parameter), arbeiten wir eng mit Labors zusammen, die für diese Parameter entsprechend ISO 17025 akkreditiert sind.

IAF-Radioökologie hat eine Reihe von Standard-Messverfahren selbst entwickelt, weiterentwickelt und vervollkommnet, beispielsweise die direkte gammaspektrometrische Bestimmung von Ra-226 oder die gammaspektrometrische Bestimmung von Pb-210.

IAF hat die Anforderungen der ISO 11929 (Bestimmung der charakteristischen Grenzen wie Erkennungsgrenze, Nachweisgrenze und Grenzen des Vertrauensbereichs bei Kernstrahlungsmessungen) vollständig umgesetzt.

Beispiel: Warum und wie bestimmen wir biogenen Kohlenstoff (C-14)?

Biogener Kohlenstoff wird in der Regel als Anteil am Gesamtkohlenstoff bestimmt. Dies ist sowohl für Unternehmen wichtig, die am Emissionshandel teilnehmen und nachweisen müssen, welcher Anteil ihrer Brennstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Dies geschieht nach verschiedenen Normen. z.B. DIN EN ISO 21644 – ehemals DIN EN 15440 oder ASTM 6866. Alternativ kann auch der biogene Kohlenstoff-Anteil in der Abluft bestimmt werden (DIN EN ISO 13833), denn das Verhältnis zwischen "normalem" Kohlenstoff und C-14 im Brennstoff verändert sich bei der Verbrennung nicht. Auch Hersteller von als "nachhaltig" oder "biologisch hergestellt" beworbenen Produkten, z.B. Kleber, Farbe, Beschichtungen etc. benötigen einen Nachweis, dass der Kohlenstoff nicht aus fossilen, sondern aus nachwachsenden Quellen stammt. Hierzu ist beispielsweise die Normen DIN EN 16640, EN 16785-1 einschlägig.

Die C-14-Methode setzt eine besonders sorgfältige Probenvorbereitung voraus und ist unbestechlich, da sie direkt die schwache Strahlung misst, die beim Zerfall von C-14 entsteht. Bei IAF verfügen wir über verschiedene Methoden der C-14-Bestimmung. Häufig überführen wir die Proben durch kontrollierte Oxidation in Kohlendioxid, das zunächst über einen Adsorber geleitet und dort konzentriert wird. Anschließend wird es desorbiert und der Anteil an C-14 mittels Flüssigszintillation hochpräzise gemessen. Daneben gibt es je nach Probenmatrix und Anforderungen weitere Verfahren, die wir Ihnen gerne im persönlichen Gespräch vorstellen.