Methoden zum Sammeln radioaktiver Mineralien im Gelände

Die Suche nach radioaktiven Mineralien ist eine spannende Tätigkeit die spezielle Ausrüstung und Fachwissen bedarf.

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Auswahl des Gerätes
• Die Richtige Vorbereitung
• Methoden im Gelände
• Reinigung und Aufbereitung
• Zusammenfassung

Die typischen Werkzeuge eines Geologen oder eines Hobby-Gesteinsjägers sind den meisten von uns bekannt, die sich irgendwann einmal mit dem Ziel, Mineralien zu sammeln, ins Gelände gewagt haben. Dazu gehören in der Regel ein Pickel, eine Schaufel, eine Handlinse, ein Vorschlaghammer, Meißel, ein Rucksack und eine Karte. Im Falle von Goldsuchern ändert sich die Auswahl der Werkzeuge je nach ihren spezifischen Bedürfnissen leicht. Während Hammer und Meißel für Hartgesteinsschürfer das Mittel der Wahl sind, eignen sich Goldwaschpfannen, Klassifizierungssiebe und Schleusenkästen besser für die Gewinnung von Gold. Das Sammeln radioaktiver Minerale ist eine nicht minder maßgeschneiderte Aufgabe und erfordert für effiziente Ergebnisse eigene spezifische Werkzeuge und Geräte. Im Gegensatz zu anderen beliebten Sammelmethoden ist für die meisten Sammler der interessanteste Aspekt radioaktiver Mineralien die Art und Weise, wie man sie findet. Das liegt natürlich daran, dass sie von Natur aus radioaktiv sind und daher mit empfindlichen Geräten nachgewiesen werden können. Geigerzähler oder besser gesagt Szintillationsdetektoren sind die einzigen wirklich notwendigen Geräte für das Sammeln von radioaktiven Mineralien. Während andere elektronische Geräte "aktive" Nachweismethoden verwenden (wobei ein Signal oder eine Kraft von dem Gerät ausgeht, z. B. Metalldetektoren, UV-Lichter), arbeiten Szintillationsdetektoren "passiv", indem sie auf ein vom Mineral ausgesandtes Signal warten, das das Gerät messen kann (z. B. Seismometer, Thermometer). Die folgende Erörterung soll als Einführung in die geeigneten Methoden zur Gewinnung radioaktiver Mineralien dienen und kann im Allgemeinen angewendet werden. Ich empfehle dem Leser dringend, sich vorher mit radioaktiven Mineralien und den Sicherheitsvorkehrungen, die im Umgang mit ihnen getroffen werden sollten, zu befassen.

Es ist wichtig, den Unterschied zwischen einem Geigerzähler und einem Szintillationsdetektor (im Allgemeinen einfach als Szintillator bezeichnet) zu verstehen. Obwohl die Betriebseigenschaften beider Geräte unterschiedlich sind, werden die Einzelheiten in diesem Artikel nicht behandelt. Der wichtigste Unterschied für den Sammler besteht jedoch darin, dass ein Szintillatorgerät viel empfindlicher ist als ein Geigerzähler und daher das bessere Gerät zum Suchen und Sammeln radioaktiver Mineralien ist. Bei der Auswahl eines geeigneten Szintillators empfehle ich dem Leser, beim Kauf vor allem die Kosten zu berücksichtigen. Andere Faktoren - wie die Marke oder das szintillierende Material - sind wichtig, aber für den Einzelnen, der nur an der Suche nach radioaktiven Mineralien interessiert ist, sind diese Faktoren vielleicht nicht entscheidend. Der interessierte Sammler kann jederzeit zusätzliche Informationen erhalten. Ein typischer Szintillatoraufbau besteht aus drei Hauptkomponenten: der Sonde, die das Szintillationsmaterial enthält (Thallium-dotiertes Natriumiodid (NaI(Tl)), Cäsiumiodid (CsI), Kunststoff oder andere), einem Koaxialkabel mit den entsprechenden Adaptern und einem Messgerät, das dem Benutzer eine akustische und optische Rückmeldung gibt. Schließlich ist es in Ihrem Interesse, einen hochwertigen Hartplastikkoffer für Ihre Ausrüstung zu kaufen, um sie beim Transport zu schützen.

Die beste Weg, um einen funktionierenden Szintillator zu erwerben, ist entweder der Kauf eines neuen Geräts von einem der vielen Unternehmen, die sie noch herstellen, Verkaufsplattformenen für Gebrauchsgeräte wie z.B. Ebay. Fast alle meine persönlichen Strahlungsdetektionsgeräte habe ich auf dieser  Plattform gekauft. Die typische Preisspanne für einen gebrauchten Szintillator mit Messgerät liegt zwischen 300 und 1000 USD. Fabrikneue Geräte sind in der Regel sehr viel teurer und gehen in der Regel in die Tausende von Euro.

Ich persönlich sehe keinen guten Grund, neue Geräte zu kaufen, wenn es eine gute Auswahl an funktionierenden Gebrauchtgeräten gibt. Die gängigste Marke für Strahlungsmessgeräte ist Ludlum Measurements, Inc. Ich kann ihre Produkte sehr empfehlen. Ein relativ neuer Hersteller von Szintillationsdetektionsgeräten ist RadiaCodetm. Dieses Unternehmen stellt ein sehr erschwingliches All-in-One-Gerät her, das sich hervorragend für die Prospektion eignet (Radiacode-Versionen 101, 102, 103) und sogar einfache Gammaspektroskopie durchführen kann, mit der sich die jeweiligen radioaktiven Isotope im Mineral identifizieren lassen. Kaufen Sie keinen der alten gelben Geigerzähler des Zivilschutzes, um nach Mineralien zu schürfen. Diese Geräte sind nur für die radioaktiven Nebenprodukte von Nukleardetonationen empfindlich.

Bevor man sich ins Gelände begibt, um Mineralien jeglicher Art zu sammeln, muss man mit der Recherchephase beginnen. Nach meiner Erfahrung war eine umfassende Suche in der Literatur und in wissenschaftlichen Veröffentlichungen immer der erste Schritt, um Mineralien in der Natur zu finden. Veröffentlichungen über bestimmte Bergbaureviere, dessen Übersichtskarten und die dort gefundene und beschriebene Mineralien gehören zu den nützlichsten verfügbaren Ressourcen. Die Recherchephase kann für diejenigen, die gerade erst mit dem Mineraliensammeln beginnen, manchmal entmutigend erscheinen. Moderne Datenbanken wie www.mindat.org oder mineralienatlas.de sind jedoch hervorragende Ausgangspunkte sowohl für Amateure als auch für erfahrene Sammler. Meine persönliche Methode für die Suche nach neuen Orten beinhaltet die Verwendung von etwa 10 verschiedenen Anwendungen, Programmen und Websites. In der Regel lese ich zwischen zwei und fünf von Experten begutachtete Veröffentlichungen über die betreffenden Bergwerke, sofern sie verfügbar sind. Die meisten radioaktiven Mineralien und Seltene Erden (REE) bilden sich in einer Art von Eruptivgestein, dem so genannten Pegmatit. Die Lokalisierung dieser Gesteinsarten kann Ihre Suche eingrenzen.

Meine erste Wahl, um herauszufinden, welche Bergwerke radioaktive Minerale geliefert haben, sowie jede zuvor zusammengestellte Literatur ist meistens www.mindat.org. Die Mineraldaten für Mindat sind jedoch nicht immer auf dem neuesten Stand, und einige der obskureren Mineralien (wie viele radioaktive Mineralien) sind aus dem einen oder anderen Grund nicht aufgeführt. Dies liegt in der Regel daran, dass sie in ursprünglichen Berichten oder in der Begleitliteratur nicht erwähnt werden. Dieses Dilemma kann auf zwei Arten gelöst werden. Sie können entweder aus anderen mineralogischen Informationen extrapolieren oder Ihre Suche ausweiten/verallgemeinern. Wenn beispielsweise die Bergwerke, die Sie auf Mindat suchen, Pegmatitminerale wie Quarz, Feldspat, Glimmer und Granat auflistet und auch Allanit oder Monazit (häufige Seltene Erden-Minerale), könnte man annehmen, dass andere Seltene Erden wie Uraninit oder Samarskit vorhanden sind, die nie richtig identifiziert wurden. Wenn andererseits Mindat oder die Literatur keine Seltenen Erden erwähnen und für die Mine nur allgemeine Pegmatitminerale aufgeführt sind (Quarz, Feldspatgruppe, Glimmergruppe, Granatgruppe), kann es sinnvoll sein, die Suche auszuweiten, um zu sehen, was andere Bergwerke in der Umgebung oder im Bezirk berichten. Sie können auch prüfen, ob diese Bergwerke über zugängliche Abraumhalden verfügen - diese sind immer eine Untersuchung wert, wenn Sie die Möglichkeit dazu haben.

Der zweite Schritt besteht darin, die verfügbare Literatur über das Bergwerk oder das Gebiet, das Sie besuchen wollen, zu recherchieren. Literaturquellen bieten oft sehr hilfreiche Informationen, die in allgemeineren Datenbanken wie Mindat nicht zu finden sind. Mindat listet die verfügbare Literatur in der Regel sehr gut auf. Sollte dies jedoch nicht der Fall sein, sind geologische Bulletins ein guter Anfang und führen Sie in der Regel zu weiteren Informationen. Eine allgemeine Google-Suche ist in der Regel ausreichend (z. B. "Uranvorkommen in den Vereinigten Staaten"). Mit einer maßgeschneiderten Suchmaschine wie Google Scholar lassen sich jedoch möglicherweise informativere und zuverlässigere Ergebnisse finden.

Überprüfen Sie schließlich, ob die Daten über den Standort des Bergwerks korrekt sind. Dies kann mit Hilfe einer der oben genannten Websites in Kombination mit einer Open-Source-Kartensoftware wie Google Maps erfolgen. Wenn Sie unter der Registerkarte "Ebenen" die Option "Gelände" auswählen, können Sie möglicherweise das Profil der Grube oder der Abraumhalden (wenn diese groß genug sind) anzeigen. Es gibt noch weitere Ressourcen, die Sie nutzen können, um die Standorte der Minen zu bestimmen, und die Sie mit ein paar Google-Suchanfragen im Internet leicht finden können. Achten Sie stets auf die Sicherheit, wenn Sie sich verlassenen oder aktiven Bergwerken nähern und diese erforschen, und halten Sie sich an die allgemeinen Regeln und Umgangsformen für das Mineraliensammeln. Holen Sie immer die erforderlichen Genehmigungen zum Sammeln und Verfüllen von Löchern ein, die Sie eventuell anlegen. In Quellen wie Mindat ist nicht immer angegeben, ob ein Gebiet in Privatbesitz ist oder nicht. Es liegt in Ihrer Verantwortung als Sammler, sicherzustellen, dass Sie eine Genehmigung haben.

Für das Suchen von Mineralien vor Ort gibt es in der Regel zwei Ansätze: die Gewinnung von In-situ-Material und die Gewinnung aus Abraumhalden. Mit der Rückgewinnung von In-situ-Material sind mehrere Probleme verbunden - in erster Linie die Sicherheit. Es sollte auch beachtet werden, dass radioaktive Minerale zu den am wenigsten verbreiteten Mineralen gehören, die in der Mine oder am Standort vorkommen werden. Daher kann ihre Gewinnung einen großen Aufwand erfordern, um das Mineral zu erreichen und anschließend aus dem Wirtsgestein zu gewinnen. Dies kann sich nicht lohnen, wenn es ein Sicherheitsrisiko darstellt. Meiner Erfahrung nach ist das Sammeln von Mineralien in den Abraumhalden von Bergwerken weitaus produktiver. Der Zugang ist nicht nur einfacher und im Allgemeinen sicherer, sondern das Material ist auch über ein größeres Gebiet verteilt. Das erhöht die Chancen, auf ein radioaktives Mineral zu stoßen.
Wenn Sie bereit sind, mit der Suche nach radioaktiven Mineralien zu beginnen, schalten Sie Ihr Szintillationsgerät ein und ermitteln Sie die örtliche Hintergrundstrahlung in Zählimpulsen pro Minute (CPM). Dies sollte so weit wie möglich vom Boden entfernt geschehen, um möglichst zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. Ich neige dazu, das Messgerät in einer Hand zu halten und die Sonde mit der anderen hoch über meinem Kopf. Sobald Sie mit dem durchschnittlichen CPM-Wert für das betreffende Gebiet zufrieden sind, können Sie mit der Suche beginnen. Wenn Ihr Detektionsgerät mit einem hörbaren Klick-Feedback arbeitet, werden Sie ein Gefühl für die typischen Intervalle zwischen den einzelnen Klicks oder Zählungen entwickeln. Wenn Sie sich einem radioaktiven Mineral nähern, werden Sie einen deutlichen Anstieg der Klickrate feststellen, der sich weiter erhöht, je näher Sie dem Mineral kommen. Wenn Sie dem Mineral besonders nahe kommen, kann es unmöglich werden, einen Klick von einem anderen zu unterscheiden. Ähnlich verhält es sich, wenn Ihr Detektionsgerät über eine visuelle Rückmeldung verfügt: Sie müssen die Nadel oder den Bildschirm beobachten, um festzustellen, ob die CPM über den Hintergrund des Gebiets hinaus ansteigt. In beiden Fällen kann es von Vorteil sein, die Empfindlichkeit des Messgeräts anzupassen, sofern das Gerät dies zulässt. Die Einstellung der Empfindlichkeit hilft, das "Rauschen" der Hintergrundstrahlung zu reduzieren. Beachten Sie, dass es bei den Messgeräten von Ludlum entweder einen Schalter oder eine Skala zur logarithmischen Einstellung der Empfindlichkeit gibt.

Der beste Weg, um das Potenzial für den Nachweis radioaktiver Mineralien zu maximieren, ist die Durchführung einer Rastersuche. Ähnlich wie Schatzsucher einen Metalldetektor verwenden, um einen Strand oder ein Feld nach Edelmetallen oder Artefakten abzusuchen, können Sie mit Ihrem Szintillator in der Hand eine Halde in einem Gittermuster ablaufen und so Ihre Chancen auf den Nachweis radioaktiver Mineralien erheblich steigern. Wenn Sie mit dem Szintillator in einer geraden Linie so nah wie möglich am Boden über die Halde laufen, wobei jede weitere Linie parallel zur letzten verläuft, können Sie schnell eine große Fläche abdecken. Wenn Sie den Szintillator auf Ihrem Weg hin und her schwenken, können Sie mit jedem Durchgang einen größeren Bereich abdecken. Sobald Sie ein Gebiet mit erhöhter Strahlung entdeckt haben, sollten Sie das Epizentrum der Radioaktivität ausfindig machen und es vorsichtig abgraben oder mit Fähnchen markieren, um es später wieder aufzusuchen.

Sobald Sie beginnen, in den Boden zu graben, sollten Sie das Loch mit dem Szintillator immer wieder überprüfen, um sicherzustellen, dass Sie das Mineral in die richtige Richtung jagen. Eine schrittweise Erhöhung der Intensität zeigt Ihnen die richtige Richtung an. Am besten scannen Sie das Loch, das Sie angelegt haben, von vorne nach hinten und von Seite zu Seite. Falls das Loch nicht mehr die gleiche Intensität misst, fahren Sie mit der Sonde über das Material, das Sie gerade aus dem Loch entfernt haben, falls Sie die Strahlungsquelle bereits ausgegraben haben. Wenn das Mineral groß genug ist, um im Loch sichtbar zu sein, aber nicht herausgezogen werden kann, graben Sie vorsichtig mit kleineren Handwerkzeugen um das Stück herum und vermeiden Sie es, es aufzustemmen, da die meisten radioaktiven Materialien durch ihre eigene Radioaktivität spröde werden und ihre Kristallinität zerstören (Metamiktisierung genannt). Wenn Sie hingegen graben und die Strahlungsintensität unregelmäßig ist oder sich scheinbar zufällig ändert, kann es sein, dass Sie den so genannten Bodeneffekt erleben. Dies ist der Fall, wenn kleine Mengen radioaktiven Materials lokalisiert sind, sich aber unregelmäßig verteilen, was zu verwirrenden Ergebnissen führt. In solchen Fällen gehe ich normalerweise zur nächsten Stelle weiter. Sobald Sie das Mineral geborgen haben, nehmen Sie sich die Zeit, es an einen sicheren Ort zu bringen. Ich neige dazu, in mein Fahrzeug oder meinen Rucksack zurückzukehren, damit ich mich nicht zu sehr der Strahlung aussetze. Wenn Sie die Mineralien einzeln anfassen, verringert sich auch das Risiko, dass sie durch Schleifen gegenseitig beschädigt werden. Wenn Sie an einem Tag mehrere Orte besuchen, sollten Sie das Material der einzelnen Fundorte getrennt aufbewahren, damit Sie es später ordnungsgemäß dokumentieren können.

Nachdem Sie Ihre radioaktiven Mineralien erfolgreich geborgen haben, sollten Sie sie reinigen, um überschüssigen Schmutz und Ablagerungen zu entfernen, bevor Sie sie in Ihrer Sammlung aufbewahren. Waschen Sie den Schmutz vorsichtig mit einer weichen Zahnbürste und einem mit warmem Wasser und Seife gefüllten Eimer ab. In einigen Fällen, in denen die Probe mit zerbrechlicheren sekundären Uranmineralien verbunden ist, muss mehr Sorgfalt walten, um Schäden zu vermeiden. In den meisten Fällen sind Mineralien wie Allanit, Samarskit und Uraninit jedoch nicht so brüchig und können aggressiver gereinigt werden. Das Abfallmaterial und das verwendete Wasser sollten nach Möglichkeit im Freien entsorgt werden. Das Wasser oder die Sedimente enthalten in der Regel kein radioaktives Material, so dass es ähnlich wie anderes Schmutzwasser entsorgt werden kann. Ich reinige zu Hause normalerweise keine Mineralien in meinem Waschbecken, um Ablagerungen in meinen Rohren zu vermeiden.

Bei der Lagerung von radioaktiven Mineralien ist es nicht notwendig, sie mit Blei oder anderen Abschirmungsmaterialien zu umhüllen. Die von natürlichen Mineralien ausgehende Strahlung ist meistens nicht hoch genug, um solche Maßnahmen zu rechtfertigen. Bewahren Sie diese Mineralien so auf, wie Sie auch arsen- oder bleihaltige Mineralien aufbewahren würden: nicht an Orten mit viel Verkehr und nicht an Orten, an denen Kinder sie in die Hände bekommen könnten. Ich bewahre meine Sammlung radioaktiver Mineralien zusammen mit meiner gesamten Sammlung von Steinen und Mineralien entweder in einer Vitrine oder in Schubladen auf. Mein Lagerraum war schon vor dem Sammeln von radioaktiven Mineralien gut belüftet. Ich empfehle nicht, radioaktive Mineralien im Freien aufzubewahren, da sie dem Wärmeaustausch ausgesetzt sind. Wenn das Mineral besonders brüchig ist (z. B. sekundäre Uranmineralien wie Autunit, Tyuyamunit oder Carnotit), lagere ich es in Kisten mit Deckeln oder Beuteln, um eine mögliche Staubentwicklung zu verhindern.

Das Sammeln radioaktiver Mineralien ist ein Nischenhobby innerhalb der großen Mineraliensammlergemeinschaft und erfordert seine eigenen spezifischen Werkzeuge und Praktiken. Es ist wichtig, die besonderen Merkmale, die diese Mineralien einzigartig machen, zu verstehen und zu schätzen. Der Prozess des Lernens über die Mineralien, die Erforschung der Minen, aus denen sie stammen, ihre geologischen Gegebenheiten und das tatsächliche Sammeln der Mineralien dem dem Fundort ist eine sehr aufwendige und lohnende Reise. Mich persönlich fasziniert das Studium radioaktiver Minerale, und ich habe es sehr genossen, sie im Gelände zu sammeln.

Dieser Artikel wurde erstmals im YMC (Young Mineral Collectors) Newsletter im Februar 2024 veröffentlicht.