Anthropogen erzeugte Radioaktivität: Trinitit

 

Trinitit ist ein sehr junges Mineral, das erst vor einem halben Jahrhundert entstanden ist.

Als am 16.Juli 1945 um 5:30 Uhr Ortszeit auf dem Versuchsgelände von Alamogordo in New Mexico (USA) die erste Atombombe (Plutoniumbombe) explodierte, war die Geburtsstunde für Trinitit.

Bei Trinitit handelt es sich um eine glasartige, jadegrüne Masse, die aus geschmolzenen Wüstensand und Gesteinsmaterial durch die große Hitze der ersten Atombombenexplosion entstanden ist. Die Namensgebung ist auf das Testgelände bei Alamogordo zurückzuführen: Oppenheimer nannte diesen Ort mitten in der Wüste von New Mexico, wo der erste Atomtest stattfinden sollte "Trinity" (Dreieinigkeit).

 

 

Belegstück Trinitit, in vergrößerter Darstellung, zeigt die typische glasartige Matrix und seine jadegrüne Farbe.

Nach der gammaspektrometrischen Untersuchung der Probe erhielt man ein Spektrum, welches eine große Anzahl von Gammaemissionslinien enthält. Die meisten davon sind auf die beiden Europiumisotope [152Eu]Europium und [154Eu]Europium zurückzuführen. Zur besseren Übersicht sind alle identifizierten Linien in der Tabelle 1 zusammengestellt, in Tabelle 2 sind die daraus berechneten Aktivitäten enthalten. Bemerkenswert dabei ist, daß trotz der, im Gegensatz zu den Halbwertszeiten von einigen gefundenen Nukliden, langen Zeit (rund 55 Jahre), die seit der Entstehung des Minerals vergangen ist, die Nachweisgrenzen noch nicht unterschritten sind.

 

Nuklid

Halbwertszeit

Energie [keV]

Emissions-wahrscheinlich-keit [%]

Co-60

5,28 a

1332,50

1173,24

99,98

99,86

Ba-133

10,54 a

30,85

81,00

302,85

356,02

383,85

98,00

34,11

18,30

61,94

8,91

Cs-137

30,19 a

661,66

32,06

85,10

5,66

Eu-152

13,52 a

39,91

39,52

40,12

42,75

43,00

45,40

45,70

121,78

244,70

344,28

411,13

443,97

586,29

778,90

867,39

919,40

964,06

1085,84

1089,77

1112,09

1212,97

1299,15

1408,02

59,10

21,00

38,10

0,65

0,42

11,60

14,90

28,37

7,53

26,57

2,24

3,13

0,46

12,97

4,21

0,42

14,63

10,13

1,73

13,54

1,41

1,63

20,85

Eu-154

8,59 a

42,75

43,00

123,07

247,93

591,76

723,31

873,19

996,26

1004,73

1274,44

13,20

20,50

41,20

6,95

4,99

20,20

12,24

10,48

18,20

35,00

Ho-166m *)

1200 a

184,41

711,67

810,23

75,40

60,30

64,30

Am-241

432,47 a

59,54

17,61

36,00

19,40

Tabelle 1: Zusammenstellung aller gefundenen Peaks der Trinitit-Probe) mit ihren dazugehörigen Nukleardaten; die hohe Anzahl an Linien des [152EU]Europium ist augenscheinlich.

Ermittlung spezifischer Aktivitäten Trinitit 1999

Nuklid

Halbwerts-zeit

Spalt-ausbeute

Aktivität

[60Co]Kobalt

5,28 Jahre

---

20 ± 4 Bq/kg

[133Ba]Barium

10,54 Jahre

6,609 %

60 ± 30 Bq/kg

[137Cs]Cäsium

30,19 Jahre

6,236 %

1913 ± 5 Bq/kg

[152Eu]Europium

13,52 Jahre

0,2587 %

1840 ± 34 Bq/kg

[154Eu]Europium

8,59 Jahre

0,0728 %

150 ± 90 Bq/kg

[241Am]Americium

432,47 Jahre

---

1170 ± 18 Bq/kg

[40K]Kalium

1,28 * 109 Jahre

---

15 ± 1 Bq/kg

Tabelle 2: Gammaspektrometrisch ermittelte spezifische Aktivitäten noch auswertbarer Nuklide der Trinitit-Probe.

Bemerkenswert sind die unerwartet hohen Werte der beiden indizierten Europiumisotope. Dies fällt insbesondere im vergleich mit den Meß- und Nukleardaten von [137Cs]Cäsium auf.

[241Am]Americium und [60Co]Kobalt sind offenbar durch Neutronenaktivierung entstanden.

Als stationäres Radionuklid wurde zum Vergleich [40K]Kalium mit ausgewertet und angegeben.

 

Spektrum von der pulverisierten Trinitit-Probe im Energiebereich von 230 bis 680 keV.

Spektrum von der pulverisierten Trinitit-Probe im Energiebereich von 740 bis 1500 keV.

 

 

Robert Oppenheimer (* 22. April 1904, † 18. Februar 1967) und General Leslie Groves (seit 1942 Leiter des Manhattan-Projekts) am Fuß des völlig zerstörten Point-Zero-Turms (Trinity, Alamogordo). Dieser Turm, ein Stahlgerüst mit einer Höhe von 33 m, wurde errichtet, um den zu erwartenden radioaktiven Niederschlag und die Bildung eines Kraters zu verringern. Nach dem Test war an der Stelle des Stahlturms nur ein 400 m breiter flacher Krater überzogen mit einer glasartigen, grünlichen Substanz: Trinitit,

 

Oppenheimer und weitere Mitglieder seines Teams etwa einem Monat nach dem Test an der Explosionsstelle bei der Untersuchung von Sand- und Bodenproben (Trinitit?) auf deren spezifischen Aktivität.