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Radioaktivität: Schmutzige Bomben mit Lasern enttarnen

Mit Hilfe zweier Laser wollen Forscher die Gammastrahlung radioaktiver Stoffe aus mehreren hundert Metern Entfernung nachweisen. Der Detektor könnte mobil in einem LKW oder Container Platz finden.
Laser im LaborLaden...

Schmutzige Bomben sind ein Albtraum vieler Anti-Terror-Behörden. Zwar explodieren solche mit radioaktivem Material angereicherten Sprengkörper nicht durch Kernreaktionen ungeheurer Energie wie etwa Atombomben. Das strahlende Material, mit dem die Bomben "verschmutzt" sind, kann aber zu gesundheitlichen oder ökologischen Schäden führen. Die Furcht vor Radioaktivität spielt dem Terror in die Hände. Wer solche Waffen einsetzt, will nicht nur Schaden, sondern auch Angst erzeugen.

Umso wichtiger ist es, über eine Methode zu verfügen, mit der sich radioaktives Material, wie es sich beispielsweise für schmutzige Bomben eignet, sicher und schnell detektieren lässt. Forscher um Joshua Isaacs von der University of Maryland stellen nun eine Methode vor, die dazu im Stande sein soll. Die Gammastrahlung radioaktiver Stoffe wird diesen dabei zum Verhängnis.

Die hochenergetische Strahlung löst in der Nähe der Strahlungsquelle Elektronen von Molekülen der Luft. Diese Elektronen binden dann an Sauerstoffmoleküle, so dass negativ geladene O2--Ionen entstehen. Ein Laser niedrigerer Leistung trennt wiederum die Elektronen von den O2--Ionen, bevor ein CO2-Laser mit höherer Leistung die nun freien Elektronen energetisch anregt. Es kommt zu einem so genannten Spannungsdurchbruch der Luft. In einer Kettenreaktion entsteht dabei ein Plasma aus weiteren freien Elektronen und positiv geladenen Ionen der verschiedenen Luftmoleküle.

Sind genügend freie Elektronen in dem Plasma vorhanden, reflektiert es die Strahlung des CO2-Lasers. Wie lange es dauert, bis die Strahlung reflektiert wird, ist ein Indikator für die Stärke der radioaktiven Strahlung des zu untersuchenden Materials. Bei ruhiger, sauberer Luft soll eine Messung nach diesem Prinzip auch auf mehrere hundert Meter Entfernung möglich sein.

Bislang liegt zwar lediglich die Idee für diese Art des Nachweises von Radioaktivität vor. Doch die Forscher planen nun Experimente im Labor, um nachzuweisen, dass ihre Methode funktioniert. Da die nötigen Komponenten für einen derartigen Detektor in industriellem Maßstab zu beziehen und relativ kompakt sind, zeigen sich die Forscher zuversichtlich, dass sogar ein mobiles Nachweisgerät in einem Lastwagen oder einem Container entwickelt werden kann.

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