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Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit des Grundwassers mittels radioaktiver Isotope Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit des Grundwassers mittels radioaktiver Isotope, wobei das Isotop in ein die wasserführende Schicht durchsetzendes Bohrloch eingebracht und sodann auf Grund fortlaufender Messungen der Radioaktivität die Strömungsgeschwindigkeit ermittelt wird.
Es ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt, bei dem eine radioaktive Isotopenlösung in das Bohrloch injiziert wird und anschliessend das im Bohrloch befindliche Grundwasser oder zumindest ein Teil desselben durch Mischung mit der injizierten Isotopenlösung aktiviert wird. Nach Entfernung der für die beiden erstgenannten Verfahrensschritte erforderlichen Einrichtungen aus dem Bohrloch wird die Strahlungsmesseinrichtung in das Bohrloch eingeführt und durch fortlaufende Messungen der Verlauf der Strahlungsintensität des Wassers im Bohrloch über der Zeit festgestellt, woraus auf die Strömungsgeschwindigkeit geschlossen werden kann. Die mit diesem bekannten Verfahren erzielten Ergebnisse entsprechen jedoch in mehrfacher Hinsicht nicht den Erwartungen.
Als besonders nachteilig erweist sich biebei der verzögerte Beginn des eigentlichen Messvorganges, der sich insbesondere bei der Untersuchung relativ rascher Grundwasserströmungen in einer schwer erfassbaren Verfälschung des Messergeb- nisses auswirkt. Das bekannte Verfahren ist aber noch mit einer weiteren Messunsicherheit behaftet, die durch allenfalls vorhandene vertikale Strömungskomponenten im Bohrloch verursacht wird. Da eine Unterscheidung zwischen vertikalen und horizontalen Komponenten der Strömung auf Grund des Messergebnisses zunächst nicht möglich ist, muss die Vertikalkomponente der Strömung gesondert ermittelt und bei der Auswertung des Messergebnisses berücksichtigt werden. Dies erfordert ein Mehrfaches an apparativem Aufwand.
Bei Anwendung des bekannten Verfahrens besteht dar- über hinaus für die mit der Durchführung betrauten Personen eine erhöhte Strahlungsgefährdung, weil die für die einzelnen Verfahrensschritte benötigten Geräte aufeinander folgend in das Bohrloch eingebracht und aus diesem in verseuchtem Zustand wieder ausgefahren werden müssen. Damit ist aber naturgemäss auch ein verhältnismässig grosser Aufwand hinsichtlich der Reinigung der verseuchten Geräte verbunden.
Von dieser Erkenntnis ausgehend, wurde ein Verfahren gefunden, welches bei wesentlich verringertem Zeitbedarf eine weitaus grössere Messsicherheit gegen- über der vorbekannten Methode bietet. Erfindungsge- mäss besteht dieses Verfahren darin, dass an der zu untersuchenden wasserführenden Schicht das im Bohrloch befindliche Wasser über eine Strecke verdrängt und das Bohrloch aber- und unterhalb dieser Strecke abgeschlossen und sodann die verdrängte Wassermenge durch eine mit einem radioaktiven Isotop homogen gemischte Wassermenge ersetzt und unmittelbar anschlies- send mit den Messungen begonnen wind.
Der Hauptvorteil dieses Verfahrens nach der Erfindung liegt somit darin, dass die Messung bereits wenige Sekunden nach Freigabe des mittels des radioaktiven Isotopes markierten Wassers beginnen kann. Der zeitliche Verlauf der Strahlungsintensität innerhalb des abgeschlossenen Be- rdches des Bohrloches kann daher unmittelbar von jenem Zeitpunkt an verfolgt werden, in dem der Austausch bzw. die Mischung des radioaktiven Wassers mit dem Grundwasserstrom einsetzt.
Zweckmässigerweim wird die Messung beendest, wenn die Radioaktivität des im abgeschlossenen Bereich des Bohrloches befindlichen Wassers bis auf etwa 5 bis 10 Prozent der Ausgangsaktivität abgesunken ist. Durch die erfindungsgemäss vorgesehene Massnahme, die radioaktive Wassermenge innerhalb des Bohrloches nach oben und unten abgeschlossen zu halten, geht tatsächlich nur die vorhandene horizontale Grundwassenströmung in Idas Messergebnis ein.
Daher erübrigt sich auch eine gesonderte Ermittlung der vertikalen Strömung iah Bohrloch. Schliesslich wird durch die Erfindung auch die Strahlungsgefahr erheblich vermindert, da die einzelnen Phasen des Verfahrens in unmittelbarer Aufeinanderfolge an ein und derselben Stelle des Bohrloches ablaufen. Es unter-
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bleibt daher auch das Auswechseln der für die einzelnen Verfahrensschritte erforderlichen Einrichtungen.
Die Erfindung betrifft weiters eine Einrichtung zur Durchführung des obenbezeichneten Verfahrens mit einer in das Bohrloch einzuführenden Sonde, in der eine radioaktive Wassermenge eingeschlossen ist, und die eine Auslösevorrichtung zur Freisetzung der radioaktiven Wassermenge an der zu untersuchenden Stelle des Bohrloches besitzt. Einre bekannte Einrichtung dieser Art besteht aus einer zylindrischen Sonde, in der ein Kolben längsverschieblich gelagert ist, dessen Bewegung von einem im Kopf der Sonde angeordneten Elektromotor über eine in Längsrichtung der Sonde liegende Spindel abgegleitet ist. Die im unteren Teil der Sonde eingeschlossene radioaktive Wassermenge wird durch den Kolben über ein federbelastetes Ventil und ein zentrales Injektionsrohr am unteren Ende der Sonde ausgeschoben.
Das eingangs beschriebene bekannte Verfahren bedient sich dieses Gerätes, für eine Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung erweist es sich jedoch als ungeeignet.
Es wurde deshalb eine Einrichtung entwickelt, die den speziellen Erfordernissen des Verfahrens gemäss der Erfindung Rechnung trägt und welche es ermöglicht, die Vorteile dieses Verfahrens mit bestem Erfolg auszunützen. Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelteil der Sonde als Behälter ausgebildet ist, der die gesamte für die Messung erforderliche radioaktive Wassermenge enthält und von einem mittels der Auslösevorrichtung schlagartig absenkbaren, gewichtsbelasteten Fallzylinder ummantelt ist, dass die Strahlungsmesseinrich- tung, z.
B. ein Geiger-Müller-Zählrohr in der Sonde selbst, und zwar im Behälter für die radioaktive Wassermenge oder unmittelbar darüber angeordnet isst und die Sonde oberhalb und unterhalb des Behälters für die radioaktive Wassermenge je eine aufblasbare ringförmige Dichtmanschette aus elastischem Material aufweist.
Somit sind sämtliche für die Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit des Grundwassers erforderlichen Instrumente in einem einzigen Gerät vereinigt. Da der Behälter der Sonde bereits die für die Messung erforderliche homogene Gesamtmenge radioaktiven Wassers enthält, kann der zeitraubende und den Messbeginn verzögernde Mischvorgang im Bohrloch selbst unterbleiben, was auch insofern von Vorteil ist, als mit kleineren Mengen radioaktiver Substanz das Auslangen gefunden wird, da der durch die Mischzeit sonst bedingte Verlust hier entfällt. Die rasche Messbereitschaft der Einrichtung wird aber auch dadurch begünstigt, dass die Freisetzung des Behälterinhaltes durch schlagartiges Absenken des Fallzylinders ausserordentlich rasch vor sich geht.
Selbstverständlich wirken sich alle diese Faktoren im Zusammenwirken mit der an sich günstigen Anordnung der Strahlungsmesseinrichtung innerhalb der Sonde, wie sie bei einer bekannten, abwechselnd als Injektor für das radioaktive Medium und Messgerät arbeitenden Sonde bereits angewendet wurde, in einer erheblich verbesserten Messgenauigkeit der Einrichtung aus, wobei durch die praktisch vollkommene Isolierung des in der Messzone befindlichen Wassers gegenüber dem darüber und darunter liegenden Bereich der Bohrung alle schädlichen Einflüsse auf das Messergebnis von der Messzone ferngehalten werden.
In weiterer Ausgestaltung der Einrichtung kann vorteilhafterweise die unterhalb des Behälters für das radioaktive Wasser angeordnete Dichtmanschette bei geschlossenem Behälter an der Innenwand des Fallzy- linders unter Druck anliegen und den bis unter die untere Dichtmanschette absenkbaren Fallzylinder bis zum Auslösezeitpunkt in dieser Lage festhalten. Die untere Dichtmanschette übernimmt somit zugleich die Aufgabe der sonst separat vorzusehenden Auslösevorrichtung zur Freisetzung des radioaktiven Wassers.
Nach einer anderen Ausführungsvariante ist es aber auch möglich, den Fallzylinder bei geschlossenem Behälter durch ein z. B. elektromagnetisch auslösbares Klinkengesperre oder dgl. festzuhalten. Diese Ausführung wird beispielsweise dann in Betracht zu ziehen sein, wenn eine rein elektrische Steuerung sämtlicher Betätigungsorgane der Sonde erstrebenswert erscheint.
Weiters erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Fallzylinder mittels eines den Anschlag bildenden zentralen Teleskoprohres mit der Sonde verbunden ist. Man erzielt dadurch einen verhältnismässig grossen Bewegungsbereich des Fallrohres, so dass die Unterbringung der für den Messvorgang erforderlichen Menge aktivierten Wassers im Behälter auch bei kleinem Durchmesser der Sonde keinerlei Schwierigkeiten bereitet.
Schliesslich ist es zweckmässig, dass Zusatzteile, insbesondere auswechselbare Fallzylinder verschiedenen Durchmessers, an der Sonde anbringbar sind, die eine Verwendung der Sonde in Bohrlöchern verschiedenen Durchmessers unter Anpassung des Fassungsraumes des Behälters an den jeweiligen Bohrlochdurchmesser gestatten. Dies gestattet eine vielseitige Anwendbarkeit der Einrichtung, ohne dass das Grundgerät selbst sowie seine Anschlussteile ausgetauscht werden müssen.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen Fig. la und Fig. lb eine erste Ausführungsvariante des Gerätes in verschiedenen Arbeitsphasen innerhalb einer Versuchsbohrung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den oberen Teil des Gerätes nach der Linie IT_-II in Fig. 6, Fig. 3 einen Längsschnitt durch den unteren Teil desselben Gerätes ge- mäss der Schnittlinie III-III in Fig. 7.
Fig. 4 zeigt einen ,gegenüber der Darstellung der Fia. 2 um 90 gedrehten Längsschnitt durch den oberen Teil des Gerätes gemäss der Linie IV-IV in Fig. 6, und Fig. 5 einen teilweisen Längsschnitt durch das gleiche Gerät gemäss der Linie V -V in Fig. 7.
Fig. 6 s@tellt einen horizontalen Schnitt durch den Oberteil des Gerätes nach der Linie VI-VI in Fig. 2 dar, die Fig. 7 und 8 je einen weiteren Hori- zontalschnitt nach den Linien VII-VII und VIII-VIII in Fig. 3. Eine zweite Ausführungsvariante der Einrichtung nach der Erfindung ist in Fig. 9 dargestellt, die einen Längsschnitt durch den unteren Teil :dieses Gerätes zeigt.
Bei beiden Ausführungsvarianten der Einrichtung nach der Erfindung wird eine im wesentlichen zylindrische Sonde 3 verwendet, welche in eine die wasserführende Schicht durchsetzende, üblicherweise mit perforierten Rohren ausgekleidete Versuchsbohrung 11 einführbar ist. Der Kopf 4 der Sonde 3 ist mittels eines Anschlussstückes 2 an einem mehradrigen Tragschlauch 1 befestigt, der die zur Fernbedienung der Sonde erforderlichen Kabel, Verbindungsschläuche usw. enthält. Unterhalb des Kopfes 4 der Sonde 3 befindet sich eine aufblasbare, ringförmige Dichtmanschette 5 zur Abdichtung des unteren Teiles der Sonde 3 gegen den dar- über liegenden Teil der Versuchsbohrung 11.
Der untere Teil der Sonde 3 besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Fallzylinder 6, dessen Wandung einen Be-
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hälter 7 bildet, in dem die für die Messung erforderliche Menge radioaktiven Wassers enthalten ist. Bei der ersteren Ausführungsvariante des Gerätes (Fig. 1 a bis 8) ist der Fallzylinder 6 durch ein Gewicht 10 belastet, welches an einem Tragring 9 am unteren Ende des Fallzylinders 6 befestigt ist. Im unteren Teil der Sonde 3 befindet sich eine weitere aufblasbare Dichtmanschette 8, welche, wie Fig. 1b zeigt, in der abgesenkten Lage des Fallzylinders 6 den das radioaktive Wasser enthaltenden Raum 7 gegen den unteren Bereich der Versuchsbohrung 11 abdichtet.
Bei der erstgenannten Variante ist der untere Teil der Sonde 3 mit deren Kopf 4 mittels dreier Verbindungsstäbe 12, welche den Behälter 7 in Längsrichtung durchsetzen, verbunden. Die Strahlungs- messeinrichtung befindet sich im Kopf 4 der Sonde 3.
Den Hauptbestandteil des Kopfes 4 der Sonde 3 bildet ein zylindrischer Hohlkörper 13, der nach unten durch einen Boden 14 abgeschlossen ist. Der zylindrische Hohlkörper 13 bildet den Behälter für die Strah- lungsmesseinrichtung 15, deren einzelne Elemente in Fig.2 durch strichpunktierte Linien angedeutet sind. Die Strahlungsmesseinrichtung 15 besteht im wesentlichen aus einem Natriumjodidkristall 15', dem darüber liegenden Photo-Multiplier 15" und dem aus mehreren Einzelelementen aufgebauten Vorverstärker 15"'.
Der zylindrische Hohlkörper 13 weist insgesamt 4 jeweils um 90 gegeneinander versetzte Längsbohrungen 16, 17, 18 und 20 auf, wobei lediglich die Bohrung 18 als nach oben offene Sackbohrung, alle übrigen Bohrungen als Durchgangsbohrungen ausgebildet sind. Die Bohrung 16, in deren obere Öffnung eine Schlauchtülle 22 eingesetzt ist, dient, wie nachstehend noch erläutert, zum Eindringen des radioaktiven Wassers in den Behälter 7. Die nächstliegende Längsbohrung 17 dient der Zufuhr von Pressluft zu der unteren Dichtmanschette B. In die Öffnung der Bohrung 17 ist zum Anschluss des nicht dargestellten Pressluftschlauches eine Schlauchtülle 23 eingesetzt, während in die untere Öffnung dieser Bohrung einer der als Rohre ausgebildeten Verbindungsstäbe 12 eingeschraubt ist.
Die nachfolgende Sackbohrung 18, welche gleichfalls mit einer Schlauchtülle 23 für den Pressluftanschluss versehen ist, besitzt etwa in halber Höhe des Hohlkörpers 13 eine radiale Aus- lassöffnung 19. Diese Öffnung 19 mündet in eine Umfangsnut 21 des Hohlkörpers 13, in welche die obere ringförmige Dichtmanschette 5 eingesetzt ist. Etwa in halber Höhe der Sackbohrung 18 weist diese eine weitere radiale Auslassöffnung auf, die durch einen Schraubstopfen 24 unter Beilage einer Ringdichtung 25 verschlossen isst. Der Zweck dieser Auslassöffnung wird noch an anderer Stelle näher erläutert. Die weiters vorhandene Längsbohrung 20 dient als Entlüftungsbohrung des Behälters 7 während seiner Füllung mit radioaktivem Wasser.
Der Hohlkörper 13 weist nahe seinem unteren Ende eine schmale Umfangsnut 26 auf, in der sich eine Ringdichtung 27 befindet, an der der obere Rand des Fallzylinders 6 bei geschlossenem Zustand des Behälters 7 anliegt, und die somit den Behälter 7 nach aussen abdichtet.
Den oberen Teil des Kopfes 4 der Sonde 3 bildet eine zylindrische Hülse 28, welche unter Beilage einer Ringdichtung 29 auf den Hohlkörper 13 aufgeschraubt ist. Die Hülse 28 weist oben einen einwärts gebogenen Ringflansch 30 auf, der zur Befestigung des mehrteiligen Anschlussstückes 2 der Sonde 3 dient. An der Innenseite des Flansches 30 sind insgesamt fünf koaxial angeord- nete ringförmige Teile mittels Schrauben 32 angeschlossen. Den obersten, unmittelbar am Flansch 30 anliegenden Teil bildet ein Anschlussstutzen 31, an dessen Unterfläche eine elastische Dichtungsscheibe 34 aufliegt, der unter Beilage einer Zwischenscheibe 35 eine weitere Dichtungsscheibe 34 sowie eine Druckscheibe 33 folgt, in der sich die Gewindebohrungen für die Schrauben 32 befinden.
Einer der Schrauben 32 gegenüberliegend befindet sich ein Einsatzrohr 42, welches die Ringteile 31, 34 und 33 durchsetzt und nach innen in eine Schlauchtülle 43 ausläuft. Das durch eine Schraube 44 verschlossene Einsatzrohr 42 dient zum Befüllen der Sonde mit radioaktivem Wasser, zu welchem Zweck die Schlauchtülle 43 und 22 durch einen nicht dargestellten Schlauch verbunden sind.
In die erweiterte obere Öffnung des Anschlussstutzens 31 ist eine elastische Ringdichtung 36 eingesetzt. Diese Ringdichtung 36 ist mittels einer auf den An- schlussstutzen 31 aufgeschraubten, nach Art einer über- wurfmutter ausgebildeten Schraubhülse 38 unter Zwischenlage einer Beilagscheibe 37 verspannbar. Auch die Schraubhülse 38 besitzt in ihrem oberen Bereich einen erweiterten Bohrungsteil, in dem sich zwei konische Klemmringe 39 und 40 befinden, zwischen denen das Ende der Umhüllung des in Fig. 2 nicht dargestellten mehradrigen Tragschlauches 1 festklemmbar ist. Diese Umhüllung besteht zweckmässigerweise aus einem Geflecht von Nylonfäden oder dgl.
Zum Verspannen der Klemmringe 39 und 40 ist ein Gewindering 41 vorgesehen, Ader in, die obere Öffnung der Schraub hülse 38 einschraubbar ist. Die unabhängig voneinander ver- spannbaren elastischen Dichtungsscheiben 34 und 36 umschliessen den bis ins Innere des Sondenkopfes 4 hineinragenden Tragschlauch 1 und dichten somit den Innenraum des Kopfes 4 nach aussen ab (nicht dargestellt).
Der Unterteil der Sonde 3 wird gleichfalls durch einen zylindrischen Hohlkörper 45 gebildet, welcher eine zentrale Sackbohrung 46 besitzt, die nach unten durch eine mit Schrauben 48 befestigte Ringplatte 47 abgeschlossen ist. Auch der Hohlkörper 45 besitzt eine seitliche längsverlaufende Sackbohrung 49 mit einer radialen Auslassöffnung 50, die in die Umfangsnut 54 mündet, in der die untere Dichtmanschette 8 angeordnet ist. Ähnlich wie beim Oberteil der Sonde ist auch hier eine weitere, mittels Ringdichtung 52 und Schraubstopfen 51 verschlossene radiale Öffnung der Bohrung 49 vorgesehen.
Die Bohrung 49 ist in folgender Weise mit der Pressluftzufuhr verbunden: Die unteren Enden der Ver- bindungsstäbe 12 durchsetzen den flansohamtigen oberen Teil 55 des Hohlkörpers 45 und sind an diesem unter beidseitiger Beilage von Dichtungsringen 56 mittels Muttern 57 angeschraubt. Der mit der Bohrung 17 fluchtende hohle Verbindungsstab 12 besitzt im Bereich zwischen den beiden Dichtungsringen 56 eine seitliche Öffnung, die mit einer in den flanschartigen Teil 55 eingefrästen Ausnehmung 53, welche in die Bohrung 49 mündet, korrespondiert.
In die zentrale Sackbohrung 46 des Hohlkörpers 45 ist ein die Ringplatte 47 durchsetzendes Teleskoprohr 58 längsverschieblich eingesetzt, das einen gleichfalls längsverschieblichenausziehbaren Stab 59 umhüllt, der eine am unteren Ende ödes Tedleskoprohres 5 8 aufgeschraubte Kappe 60 durchsetzt. Am oberen Ende des Teleskoprohres 58 ist eine diesem als Anschlag dienende Endkappe 61 mittels zweier Stifte 62 befestigt. Zum gleichen Zweck besitzt auch der ausziehbare Stab 59 an
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seinem oberen Ende einen ringförmigen Anschlag 63.
Um das Teleskoprohr 58 ist eine Dämpfungsfeder 84 angeordnet, deren unteres Ende auf der Ringplatte 47 aufliegt und deren oberes Ende das Auflager für einen Ring 85 bildet, an dem die Endkappe 61 bei ausgezogenem Teleskoprohr 58 anschlägt. Am unteren Ende des ausziehbaren Stabes 59 ist mittels einer Mutter 65 eine Nabe 64 befestigt, welche durch radiale Rippen 66 mit einem Haltering 67 verbunden ist, der den unteren Abschluss des Fallzylinders 6 bildet und in den der Tragring 9 für das Gewicht 10 eingesetzt ist.
Bei der zweiten Ausführungsvariante nach Fig.9 sind der Kopf 4 der Sonde 3 und deren Unterteil durch ein Zwischenrohr 68 verbunden, in dem der Messde- tektor, hier ein Geiger-Müller-Rohr, eingeschlossen ist. An das Zwischenrohr schliesst unter Beilage einer Ringdichtung 69 ein Magnetgehäuse 70 an. Im unteren Teil des Magnetgehäuses 70 befindet sich ein gekapselter Elektromagnet 72. In den Flansch 71 des Magnetgehäuses 70 sind in Längsrichtung angeordnete Gewindebolzen 73 eingeschraubt. Diese tragen eine unterhalb des Magnetgehäuses 70 angeordnete Ringplatte 74, an deren Unterseite eine elastische Ringdichtung 75 aufliegt. Diese Ringdichtung 75 stützt sich auf einen Einsatzring 76 des Fallrohres 6', welcher durch radiale Schrauben 77 am Fallrohr 6' befestigt ist.
Die untere Stirnfläche des Einsatzringes 76 ist konisch ausgebildet, wobei die gedachte Spitze dieser Kegelfläche nach unten gerichtet ist. Die Ringplatte 74 besitzt zwei nach unten gerichtete Ansätze 79, an denen je ein Klinkenstück 78 mittels eines Bolzens 80 in einer vertikalen Ebene drehbar gelagert ist. Die Klinkenstücke 78 untergreifen die konische Stirnfläche des Einsatzringes 76 und halten diesen und somit auch das Fallrohr 6' in der aus Fig. 9 ersichtlichen Lage fest, in der der Behälter 7' für das radioaktive Wasser geschlossen ist.
Zur Auslösung des Klinkengesperres ist ein zentrischer Mitnehmerstift 81 vorgesehen, welcher die Ringplatte 74 durchsetzt und oberhalb dieser eine Ankerscheibe 82 trägt, wobei diese Ankerscheibe 82 den Magnetkern für den Elektromagneten 72 bildet. Die inneren Enden der Klinkenstücke 78 sind durch einen Bolzen 83 mit dem Mitnehmerstift 81 gelenkig verbunden, so dass beim Anheben der Ankerscheibe 82 durch den Elektromagneten 72 die Klinkenstücke 78 den Einsatzring 76 und damit den Fallzylinder 6' freigeben. Der Einsatzring 76 dient zugleich als Belastungsgewicht für den Fallzylinder 6'.
Verfahrensmässig wird unter Benutzung eines der beiden oben beschriebenen Geräte wie folgt vorgegangen: Vor dem Einbringen in die Versuchsbohrung 11 wird der Behälter 7 bzw. 7' der Sonde mit radioaktivem Wasser gefüllt und verschlossen. Die Sonde wird nun mit Hilfe des Tragschlauches 1 in die Versuchsbohrung 11 abgesenkt. Sobald das Niveau der zu untersuchenden Bodenschicht erreicht ist, wird über die bereits beschriebenen Zuführungsleitungen dar oberen Dichtmanschette 5 Pressluft zugeführt, so dass sich diese ausdehnt und längs ihres gesamten Umfanges abdichtend an die Wand des Bohrloches anlegt. Bis zu diesem Zeitpunkt bleibt der Fallzylinder 6 bzw. 6' in seiner oberen Endstellung, in der der Behälter 7 bzw. 7' geschlossen ist.
Bei der ersteren Ausführungsvariante nach Fig. 1 a bis 8 wird der Fallzylinder 6 durch die unter Druck gehaltene untere Dichtmanschette 8 in der Schliesslage festgehalten, wogegen der Fallzylinder 6' der zweiten Ausführungsvari- ante nach Fig. 9 durch die Klinkenstücke 78 gehalten ist.
Nun wird die Auslösevorrichtung betätigt, die den Fallzylinder 6 bzw. 6' freigibt, so dass sich dieser vom Kopf 4 der Sonde 3 löst und unter der Wirkung seiner Gewichtsbelastung schlagartig bis in seine untere End- lage absinkt. Beim erstgenannten Gerät erfolgt diese Auslösung durch kurze Druckentlastung der unteren Dichtmanschette 8, bei der zweiten Ausführungsvariante durch Betätigung des Elektromagneten 72. Die Dichtmanschette 8 wird bei beiden Konstruktionsvarianten unmittelbar danach wieder unter Druck gesetzt.
Der Inhalt des Behälters 7 bzw. 7' tritt nun in den durch die beiden Dichtmanschetten begrenzten Abschnitt der Versuchsbohrung 11 aus. In diesem Augenblick besteht bereits Messbereitschaft und die Strah- lungsmesseinrichtung 15 tritt in Aktion. Die fortlaufend oder in Zeitabständen gemessenen Strahlungswerte werden über die im Tragschlauch angeordneten Verbindungsleitungen weitergeleitet und über Tage registriert. Sofern in der zu untersuchenden Bodenschicht eine Wasserströmung vorhanden ist, tritt das an der Mess- stelle eingeschlossene radioaktive Wasser mit dem im Bereich zwischen den Dichtmanschetten 5 und 8 durch die Wandung der Versuchsbohrung 11 ein- bzw. austretenden inaktiven Grundwasser in Austausch.
Durch diese Mischung wird die durch den natürlichen Zerfall der radioaktiven Bestandteile bedingte Abnahme der Strahlungsintensität mehr oder weniger beschleunigt, je nachdem, wie gross die Strömungsgeschwindigkeit des ,an der Messistef>e mit dem radioaktiven Wasser in Austausch tretenden Grundwasserstromes ist. Gegebenenfalls vorhandene vertikale Strömungskomponenten, die oft beträchtliche Werte (bis zum zweifachen Wert der horizontalen Strömungskomponente) erreichen können, und deren Berücksichtigung bei der Auswertung der Messung auf erhebliche Schwierigkeiten stösst, gehen nach dem vorliegenden Verfahren, wie leicht einzusehen ist, in das Messergebnis überhaupt nicht ein.
Sobald die Strahlungsintensität des an der Mess- stelle befindlichen Wassers durch die zunehmende Verdünnung durch das inaktive Grundwasser bis auf etwa 5-10 % der Ausgangsaktivität abgesunken ist, was bei grossen Wassergeschwindigkeiten bereits nach etwa 3 bis 10 Minuten, bei kleinen Geschwindigkeiten nach etwa 1 bis 1?/2 Stunden der Fall ist, wird die Messung beendet und die Sonde nach Druckentlastung der beiden Dichtmanschetten 5 und 8 unter Wahrung der vorgeschriebenen Strahlungsschutzmassnahme aus der Versuchsbohrung 11 entfernt.
Nach Reinigung und Wiederbefüllung ist die Sonde für eine neuerliche Messung einsatzbereit.
Um ein und dasselbe Gerät an Versuchsbohrungen unterschiedlichen Durchmessers einsetzen zu können, können Zusatzteile verwendet werden, deren Aussendurchmesser der lichten Weite der jeweiligen Versuchsbohrung entspricht. Diese auswechselbaren Teile können z. B. als zylindrische Hülsen ausgebildet sein, welche auf die Hohlkörper 13 und 45 des Grundgerätes aufgeschoben werden und welche an Stelle der Hohlkörper des Grundgerätes mit Dichtmanschetten grösseren Durchmessers versehen sind.
Die Druckluftzufuhr zu diesen Dichtmanschetten erfolgt durch Anschluss der genannten Zusatzteile an die Pressluftbohrungen 18 und 49 der Hohlkörper 13 und 45 des Grundgerätes. Hiezu werden die bereits oben genannten radialen Öffnungen der Pressluftbohrungen 18 und 49 benützt, welche im
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Normalfall, d. h. bei ausschliesslicher Verwendung des Grundgerätes, durch die Schraubstopfen 24 und 51 verschlossen sind. Bei Verwendung von Zusatzteilen muss selbstverständlich auch der Fallzylinder ausgewechselt werden, wobei der Aussendurchmesser des Fallzylinders dem Durchmesser der Versuchsbohrung soweit als möglich nahe kommen soll.
Dadurch wird sichergestellt, dass die mit der Sonde in die Versuchsbohrung eingebrachte radioaktive Wassermenge nach ihrer Freisetzung den Messraum zwischen den beiden Dichtmanschetten möglichst vollständig ausfüllt. Diese Massnahme bedingt eine wesentliche Präzisierung des zu erwartenden Messer- gebnisses im Vergleich zu den eingangs beschriebenen bekannten Verfahren.