Über GAMMA-EXPLORATION

Der Begriff gamma-exploration steht für die Erforschung von unterirdischen Vorgängen mittels Analyse der „natürlichen“ Gamma-Hintergrundstrahlung auf der Erdoberfläche. Um dies zu realisieren, werden besonders empfindliche Szintillationszähler mit speziell dotierten Kristallsensoren im Gleitmodus eingesetzt. Entsprechend des Suchauftrages werden Gammaspektren oder einzelne Frequenzen (Isotope) analysiert. Die detektierten Messwerte sind Impulse pro Sekunde.

Wir stellen die GPS-basierten Daten in Google Earth dar und werten diese kundenspezifisch aus.



Grundlagen

 

Auf der Erde gibt es ubiquitär „natürliche“ radioaktive Strahlung. Diese sogenannte Hintergrundstrahlung unterliegt lokalen Schwankungen und wird von weiteren Faktoren beeinflusst. Gesteine sind unterschiedlich - meist nur geringfügig - radioaktiv. Verschiedene Gesteinsarten weichen durch ihren radioaktiven Gehalt von dem üblichen Durchschnitt ab. Zum Beispiel zeigt Granit, der Quarz enthält, etwas mehr Radioaktivität auf als Basalt. Sulfite und Oxide hingegen reduzieren die durchschnittliche Strahlung, ähnlich wie Wasser und Öl. Über Wasservorkommen und Ölformationen ist die durchschnittliche Hintergrundstrahlung typisch verändert. Ähnliche Besonderheiten gibt es bei den sogenannten „kimberlite pipes“ dem bläulichen Muttergestein von Diamanten.


Über tektonischen Vorgängen (Verwerfungen, Spalten, Klüfte...) zeigen sich typische Impulsformationen, die sich verändern, wenn Wasserwegsamkeiten innerhalb dieser Formationen auftreten.

Viele Erze haben ein geringes Nebenprodukt von Uran oder Thorium sowie Verunreinigungen, die ein instabiles Isotop ergeben. Zum Beispiel wird Titan oft zusammen mit Thorium gefunden. Ebenso wird ein bestimmtes instabiles Goldisotop durch Verunreinigung und kosmischer Strahlung so angeregt, dass es mit unseren empfindlichen Szintillationszählern (Isotopensensoren) registriert werden kann.

 


 

Technik

 

Szintillationszähler sind Messgeräte für die Radioaktivität, vorzugsweise für Gammastrahlen. Diese Detektoren werden üblicherweise für hochwertige Strahlenmessungen in der Kernphysik oder in der Medizin genutzt. Unsere Szintillationszähler sind sehr empfindlich und bestehen im Wesentlichen aus speziellen Kristallsensoren, aus Photomultiplier und aus Rechnern (Computer) mit „sensibler“ Software und sind abgestimmt für geologische Analysen.



Über diese Kristallsensoren, die je nach Zweck der Anwendung aus unterschiedlichen gezüchteten Kristallen und Zusammensetzungen bestehen, werden Gammastrahlen empfangen, in Lichtblitze umgewandelt und als elektrische Impulse durch einen Photomultiplier verstärkt. Die registrierten Werte sind Impulse pro Sekunde (ips). Da die Stärke der Lichtimpulse proportional zur Energie der Partikel ist, können auch qualitative Aussagen getroffen werden. Somit sind charakteristische Gamma-Energieniveaus abrufbar. Die nachgeschaltete aufwendige Elektronik arbeitet die elektrischen Impulse auf. Die ermittelten Daten werden online dargestellt und mittels Grafiksoftware aufgezeichnet.



Unsere Szintillationszähler sind so empfindlich, dass sie Spuren von Radioaktivität in gewöhnlichen Steinen sehr schnell registrieren, und dabei jede Zunahme und Abnahme der Durchschnittsmenge im untersuchten Gebiet aufzeichnen.

Die enorme Sensibilität unserer Szintillationszähler erlaubt ein ungewöhnlich schnelles Vorankommen beim Detektieren von Flächen, ohne dass dabei wesentlich die Erkennungssicherheit leidet. Je nach Größe des zu analysierenden Areals erfolgen die Untersuchungen zu Fuß, mit einem Messkarren, per Allradfahrzeug, mit dem Helikopter oder mit einer Drohne.

 


 

Ausführung

 

Wir nutzen die wichtigen Kern- und Hintergrundstrahlungsfakten im Zusammenhang mit dieser Methode der Analyse des Untergrundes und der Erkundung instabiler Isotope von Elementen und berücksichtigen diese bei der Auswertung. Ein umfassendes Verständnis dieser Fakten ist die Grundlage für das Lesen und Übersetzen des Profils der „natürlichen“ radioaktiven Hintergrundstrahlung. Seit etwa 25 Jahren arbeiten wir mit modifizierten Szintillationszählern als geophysikalische Messinstrumente. Mit unseren Messsystemen lassen sich Flächen beliebiger Größe in kurzer Zeit mühelos und zerstörungsfrei untersuchen. Der Vorteil liegt dabei in der problemlosen Analyse unzugänglicher Areale mittels Helikopter oder Drohne. Erfahrene Anwender bearbeiten die analysierten Messwerte und beschreiben die vorgefundenen geologischen Auffälligkeiten.