PM10- und PM2.5- Emissionspotentiale von Substraten der Tagebaue im Lausitzer Revier

Im Lausitzer Revier werden aktuell 4 Braukohlen-Tagebaue betrieben, die als Quellen für Feinstaub-Emissionen gelten und somit zur lokalen Luftbelastungen beitragen. Berechnungen von möglichen Zusatzbelastungen durch den Tagebaubetrieb ergaben jedoch große Differenzen zu Messungen der Behörden vor Ort. Die Ursachen hierfür liegen in der starren Handhabung von Emissionsfaktoren, die vor allem die durch Winderosion hervorgerufene flächenhafte Emission von PM10 und PM2.5 stark überschätzen. Die Substrate der Hauptarbeitsebenen aller Tagebaue wurden untersucht, um die Materialeigenschaften als auch die Oberflächeneigenschaften, die die Emissionen beeinflussen, zu charakterisieren. Im ersten Schritt wurde mittels Horizontal-Querstromsichtung das Emissionspotential aller Substrate im luftgetrockneten Zustand ermittelt. Hierbei wird bei einer Windgeschwindigkeit von 3 ms-1 das Probenmaterial am Anfang des Windkanals von oben zugeführt und durch die Schwerkraft und die horizontale Strömung nach Größe und aerodynamischen Eigenschaften über die 7 m lange Messstrecke sortiert. Am Ende des Windkanals erfolgte die Messung der Partikelgrößenverteilung der Staubfraktion. Einzelne Proben wurden behutsam rückbefeuchtet und ebenfalls auf diese Weise untersucht. Für Untersuchungen zum Einfluss der Winderosion auf die PM-Emissionen wurde die Messstrecke in voller Länge mit den Substraten befüllt und mit Windgeschwindigkeiten von 6, 8 und 10 ms-1 abgeblasen. Die abgetragene Sedimentmenge als auch die PM- Emissionen wurden am Ende der Messstrecke erfasst. Die Emissionspotentiale der Substrate nahmen in folgender Reihung ab: homogene Kohle > homogene Feinsande > heterogene Feinsande > heterogene Grobsande > heterogene (faserige) Kohle und lagen in den Bereichen 475 µgg-1 bis 22 µgg-1. Die Befeuchtung der sandigen Substrate auf ca. 2 M% erbrachte eine Reduzierung der PM-Emissionen um 95%, die der Kohle um 45%. Für die durch Winderosion ausgelösten PM-Emissionen ergab sich eine andere Reihenfolge der sandigen Substrate: Kohle > heterogene Feinsande > heterogene Grobsande > homogene Feinsande. Hier wurden vor allem durch den Impakt saltierender Sandkörner Staubpartikel freigesetzt. Für jede der Windgeschwindigkeiten ergab sich über die Zeit eine maximale Abtrags- und PM-Emissionsrate. Wurde diese erreicht, blieb die Oberfläche stabil und es erfolgten keine weiteren PM-Emissionen

Solar modulation of cosmic rays in the energy range from 10 to 20 GeV

telescope, located in southern Germany. The registered events originate from primary cosmic rays with energies around 10 to 20 GeV, thus extending the energy range covered by neutron monitors to higher energies. Correlations of the time dependence of the muon flux with heliospheric parameters have been analyzed using data from the muon telescope and the worldwide neutron monitor network as well as simulations. Variations on time scales of the solar cycle, the solar rotation, and the Earth’s rotation are investigated. 1

A new measurement of the intensities of the heavy primary cosmic-ray nuclei around 1 TeV per AMU

We describe a new measurement of the intensities of the heavy primary cosmic-ray nuclei O, Ne, Mg, Si, and Fe from 10 GeV amu 1 to energies beyond 1 TeV amu 1. The measurement was conducted in 1999 during a 1 day test flight of the Transition Radiation Array for Cosmic Energetic Radiation (TRACER), a new cosmic-ray telescope designed for long-duration balloon flights. TRACER uses an array of thin-walled single-wire proportional tubes to determine the particle Lorentz factor from measurements of specific ionization and transition radiation. The nuclear charge is obtained with plastic scintillators, and low-energy background is identified with an acrylic Cerenkov counter. The results of this observation are consistent with previous measurements in this energy region. The current statistical limitations should be greatly improved with the planned long-duration exposure of TRACER. Subject headings: balloons — cosmic rays — instrumentation: detectors — ISM: abundances 1

Transition Radiation Detectors for Cosmic Rays Near the Knee

Precise observations of the energy spectra and relative abundances of cosmic-ray nuclei require instruments that exhibit individual charge resolution and a calibrated energy response. If energies up to ∼ 10 15 eV are to be covered, the low intensity of the heavier nuclei (Z 3) also mandates detector areas of several square meters. X-ray transition radiation detectors (TRDs) appear to provide the only practical means of fulfilling all of these requirements for balloon or space-borne instruments. However, for measurements up to the cosmic-ray “knee”, care must be taken that the energy response of the TRD does not saturate for Lorentz factors less than ∼10 5. We have designed detectors to meet this goal, and have successfully tested prototypes at an accelerator beam at CERN. We shall present and discuss the results of these measurements. 1

Proceedings of ICRC 2001: 2247 c

Precision transition radiation detectors (TRDs) can be an effective tool for determining the energy spectra of cosmic ray nuclei up to the energies of the knee. They offer unique measurement capabilities and embody design principles which are somewhat different from those of the threshold TRDs used in accelerator experiments. We will discuss some of the characteristics of these instruments, including the relevant design principles and the properties which determine their performance

Proceedings of ICRC 2001: 1608 c

A new large-area detector system was constructed at the University of Chicago for direct measurements of heavy cosmic ray nuclei (oxygen to iron) up to about 10 TeV/nucleon. TRACER ("Transition Radiation Array for Cosmic Energetic Radiation") uses plastic scintillators to measure charge and a proportional tube array to measure energy via specific ionization and transition radiation. While TRACER is designed for circumglobal long-duration balloon flights, an initial 28-hour flight was conducted in Autumn 1999 from Ft. Sumner, New Mexico. We will discuss the performance of the detector and present first data from the balloon flight