|
Radioactiviteit is onlosmakelijk verbonden met kernenergie, kernbom
en stralingsgevaar. Maar naast deze producten van de mens kent de natuur
haar eigen radioactiviteit. En die blijkt zeer bruikbaar, voor het beheer
van kust en vaargeul maar ook voor het opsoren van slib en diamant.
Alles wat je in de bodem tegenkomt vertoont natuurlijke radioactiviteit.
Die kun je meten om vervolgens relaties te leggen met andere kenmerken
van de bodem', zegt prof. dr. Rob de Meijer. De Meijer, werkzaam bij het
Kernfysisch Versneller Instituut (KVI) in Groningen, wil met behulp
van de natuurlijke radioactiviteit diamanten zoeken voor de kust van
Namibié, baggerslib uit de Rotterdamse haven effectiever dumpen
en de Nederlandse zeewering versterken.
De Meijer: "Het begon in 1896 met Bequerel die voor het eerst natuurlijke
radioactiviteit kon meten. In de jaren dertig van de vorige eeuw volgden
de ontdekking van het neutron en de kunstmatige radioactiviteit. Met
de Tweede Wereldoorlog en de komst van de kernbom verdween de aandacht
voor de natuurlijke radioactiviteit. Die was toen weinig meer dan een
storend element op de achtergrond. Pas tegen het eind van de jaren zeventig
drong het tot de beleidsmakers door dat natuurlijke bronnen meer straling
opleveren dan kunstmatige. Ze begonnen zich af te vragen of dat riskant
was. Maar dat was een defensief standpunt. Je kunt ook gebruik maken van
natuurlijke radioactiviteit. Dat doen wij hier."
De Meijer pakte het onderzoek naar natuurlijke radioactiviteit op,
waar het een jaar of zestig geleden bleef liggen. Maar dan wel met de huidige
technische mogelijkheden. "Onze onderzoeksgroep richt zich vooral
op de bodemgesteldheid. We hebben een detectie-instrument ontwikkeld,
dat vijftien keer gevoeliger is dan wat er op de markt was. Medusa, zoals
we het genoemd hebben, levert een gedetailleerd beeld van de straling
in de bodem. Op zich is dat natuurlijk aardig, want je hoeft nu niet meer
met een schepje en een emmertje links en rechts gaten te graven om monsters
te nemen. Zeker als je meer wilt weten over de zeebodem is dat moeizaam
en tijdrovend werk. Maar het werd pas echt leuk, toen we aantoonden dat
de variatie in natuurlijke radioactieve straling samenhangt met allerlei
andere kenmerken van de bodem." De Meijer baseert zijn metingen op de
vervalreeksen van uranium, thorium en kalium. Dergelijke elementen
danken hun radioactiviteit aan het feit dat zij instabiel zijn; ze verliezen
deeltjes uit hun kern en veranderen daarmee in andere elementen: een
vervalreeks. Zo vervallen uranium en thorium via een reeks tussenstappen
tot het element lood. Die vervalreeksen zijn kenmerkend voor verschillende
bodemtypen en die typen zijn weer te herleiden tot het herkomstgebied
van zandkorrel of kleideeltje. "Je kunt een radioactieve vingerafdruk
nemen van een gebied. Zanden in Noord-Nederland leveren een andere afdruk
op dan de zanden van Zuid-Nederland. Van het zand op het strand langs onze
kust kunnen we redelijk goed vertellen waar het vandaan komt en hoe lang
het er ligt. Zo kunnen we de kusterosie in de gaten houden."
Medusa heeft als voordeel dat zij snel en nauwkeurig kan meten. Als Medusa
achter een schip over de zeebodem glijdt kan zij in een paar uur een fijnmazig
web van metingen uitvoeren. Met de oude manier van bemonsteren zou dat
jaren kosten. De Meijer:,.En tegen de tijd dat je de laatste gegevens
binnen hebt, zijn de eerste alweer achterhaald, want de structuur van
de zeebodem verandert voortdurend." Inmiddels heeft Medusa in het laboratorium
aangetoond, dat de dichtheid van de korrels en de korrelgrootte van het
zand van de zeebodem van invloed is op de snelheid waarmee strand en duinen
aangroeien of in zee verdwijnen: "Waar Rijkswaterstaat in het verleden
gewoon zand stortte, kunnen wij aangeven welke kenmerken dat zand moet
hebben om zo lang mogelijk te blijven liggen." Op dezelfde manier zou
De Meijer de gevolgen van de aanleg van een Tweede Maasvlakte in kaart
kunnen brengen: "Hoe dat precies uitpakt weet ik nog niet, maar je kunt
er veilig van uitgaan dat bijvoorbeeld het patroon en de omvang van het
slibtransport naar de Waddenzee zal veranderen." De onderzoeksgroep
van De Meijer volgde ook baggerslib, dat vanuit Rotterdam naar zee wordt
getransporteerd om de haven bevaarbaar te houden voor grote zeeschepen:
.,Toen we daarmee begonnen, was de plek waar het slib in zee werd gedumpt
vooral gekozen op grond van economische argumenten, dat wil zeggen dat
het transport zo goedkoop mogelijk moest zijn. Uit onderzoek van Rijkswaterstaat
en van ons is gebleken, dat er minder slib bleef liggen dan was voorzien
en dat een deel daarvan terugging in de richting van de havenmond. Mede
naar aanleiding van die resultaten is Rijkswaterstaat begonnen met
het graven van putten in de zeebodem om het slib op te slaan. Wij hebben
al een kaart gemaakt van de sedimentpatronen rond een lege put en we kunnen
straks ook de effecten in kaart brengen van het vullen en afdekken van
putten." In de Waddenzee zou Medusa de gevolgen van de omstreden mosselvisserij
kunnen meten. De Meijer: "De netten van mosselvissers richten volgens
migU~ .nsijn. en lib dat .ch.anwaan Op ge>nd ~ok het geerij ten milieubeschermers
veel schade aan, volgens de vissers valt dat mee. Medusa kan meten hoe
lang het duurt voor een spoor van een net is verdwenen." In de Atlantische
Oceaan, voor de monding van de Oranjerivier op de grens van Zuid-Afrika
en Namibie, wil De Meijer sedimenten opsporen, die diamanten bevatten.
De kans op een vondst van dat edelgesteente, dat zelf heel weinig straling
veroorzaakt, is het grootst op platen met zand en grind van een bepaalde
korrelomvang: "De korrelgrootte kunnen we meten via de microfoon, die
we met Medusa mee over de zeebodem laten slepen. Die microfoon hadden
we oorspronkelijk in gebruik om via het schurende geluid te horen of we
in contact bleven met de bodem, maar we zijn erachter gekomen dat de aard
van het geluid ook verband houdt met de korrelgrootte." De Beers en andere
Zuid-Afrikaanse goud- en diamantdelvers hebben inmiddels belangstelling
getoond voor de methode van de Groningers. De Meijer: "We hebben het systeem
nog niet in zuidelijk Afrika kunnen testen, maar voor de kust van Spanje
is gebleken dat het aan de verwachtingen voldoet." Medusa reisde wel
naar Zuid-Afrika, waar De Meijer eveneens hoogleraar is, om vanuit een
vliegtuigje de afvalbulten van goudmijnen in kaart te brengen. Uit die
metingen bleek dat Medusa, hoewel honderd keer lichter, even gevoelig
is als de standaard meetapparatuur die in gebruik is voor de uraniumexploratie.
De afvalbulten van de mijnen bevatten echter tien tot dertig keer meer
uranium dan de Nederlandse bodem en als je die nauwkeurig in kaart wilt
brengen heb je een systeem nodig dat minstens tien keer gevoeliger is
dan Medusa. Zo'n systeem heeft de onderzoeksgroep van De Meijer.nu in
ontwikkeling: Pandora. Pandora zal gevoelig genoeg zijn om vanuit de
lucht te zien of ergens -- illegaal -- slib is gestort, zegt De Meijer.
Het opsporen van een geschikt tracé voor de zweeftrein die wellicht
tussen Groningen en Amsterdam gaat rijden behoort ook tot de mogelijkheden.
Daarnaast ziet De Meijer kansen om waardevolle mineralen, die tussen
het zand van Nederlandse strand verborgen zitten te traceren: "We hebben
de aanwezigheid van granaat en zirkoon al aangetoond, maar we konden
de interessante locaties nog niet opsporen en daarom zijn er nog geen
concessies aangevraagd. Het is de moeite waard te proberen of dat met
Pandora wel lukt."
|