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Detektoren: Neue Methode weist flüssige Sprengstoffe blitzschnell nach

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Innerhalb von 200 Millisekunden erkennt ein neuartiges Spektrometer, ob sich in einer gewöhnlichen Plastikflasche flüssiger Sprengstoff oder eine harmlose Substanz befindet. Im Sicherheitsbereich von Flughäfen wäre es besonders wünschenswert, Flüssigkeiten schnell und zuverlässig identifizieren zu können, aber beispielsweise auch in der Getränkeindustrie.

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Prototyp des Detektors | Der experimentelle Aufbau zeigt den Prototypen des Detektors links im Bild, rechts die Lichtquelle und in der Mitte die untersuchte Flüssigkeit in einer Flasche.
Wissenschaftler um Yuri Divin vom Forschungszentrum Jülich nutzen für ihren Detektor eine besondere Form der Spektroskopie. Jede Flüssigkeit absorbiert und reflektiert Strahlung verschiedener Wellenlängen auf unterschiedliche Weise und kann so anhand ihres spezifischen "Fingerabdrucks" identifiziert werden. Um einen zuverlässigen Vergleich mit Referenzdaten gefährlicher Flüssigkeiten zu gewährleisten, erfasst ihr so genanntes Hilbert-Spektrometer einen breiten Frequenzbereich von wenigen Gigahertz bis zu einigen Terahertz.

Ein nanoelektronisches Bauelement, ein so genannter Josephson-Kontakt, fungiert dann als breitbandiger Sensor und wandelt das aufgenommene Spektrum computergesteuert in ein elektrisches Signal um. Ein Prototyp des Detektors war in der Lage, Flüssigkeiten wie Wasser, Ethanol, Methanol, Propanol und Azeton zu erkennen.

Es gibt verschiedene Ansätze, um gefährliche Flüssigkeiten mit Hilfe von Nachweisgeräten zu identifizieren. Die neue Methode sei aber nicht nur weit schneller als andere, sie sei auch wesentlich zuverlässiger, schreiben Divin und seine Kollegen. Die Idee, mit Hilfe von Spektroskopie gefährliche Flüssigkeiten zu identifizieren, ist allerdings nicht neu.

Frühere Systeme nutzen jedoch nur einen sehr engen Frequenzbereich der elektromagnetischen Strahlung, identifizieren somit allenfalls einen kleinen Ausschnitt des spektralen Fingerabdrucks und sind dadurch weniger zuverlässig. Bisher hat sich noch kein Verfahren an den Flughäfen der Welt durchsetzen können.

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  • Quellen
Lyatti, M. et al.: Liquid identification by Hilbert spectroscopy. In: Superconductor Science and Technology 22, 114005, 2009.

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