Röntgen für Atommüll
Sogenannte Myonen wurden bereits verwendet, um Pyramiden zu durchleuchten. Nun hoffen Physiker, mit einem ähnlichen Verfahren neuartige Nukleardetektoren zu entwickeln.
Diese Elementarteilchen sind geladen wie Elektronen, doch bei gleicher Ladung haben sie eine über 200-mal größere Masse: Sogenannte Myonen entstehen, wenn kosmische Strahlen auf die obere Atmosphäre unseres Planeten treffen. Die 1936 vom amerikanischen Physiker Carl David Anderson erstmals beschriebenen Partikel sind mehr als eine akademische Kuriosität: Sie lassen sich auch für eine Anzahl interessanter Anwendungen nutzen. Myonen werden besonders von schweren Elementen wie Uran oder Plutonium abgelenkt, was es erlaubt, diese Materialien durch eine Analyse der Myonenbahnen zu detektieren.
Guy Jonkmans vom kanadischen Nuklearforschungsinstitut AECL hat nun eine neue Methode entwickelt, dreidimensionale Bilder aus Myonenereignissen zu generieren. Mit dem Verfahren sollen sich detaillierte Aufnahmen der Inhalte eines Atommülllagers anfertigen lassen, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe. So könnten Lagerstätten für nukleare Abfälle untersucht werden, ohne Menschen zu gefährden – oft fehlt es an genauen Daten zur Zusammensetzung.
Jonkmans' Idee: Die Bahn der Myonen wird gleich zweimal gemessen – einmal beim ersten Auftreffen und anschließend wiederum, wenn die Teilchen den Bereich verlassen haben. Dazu müssen Detektoren sowohl auf als auch unter dem zu untersuchenden Bereich platziert sein. Das erlaubt eine Detektion der Myonenumlenkung durch schwere Atomkerne in drei Dimensionen. So kann ein 3-D-Bild aller Strukturen angefertigt werden, die aus schweren Elementen bestehen. Jonkmans und sein Team haben ihr Verfahren bereits an Containern mit abgebrannten Brennstäben getestet und konnten zeigen, dass es erstaunlich gut funktioniert. Als einen nächsten Schritt könnte es nun ein Pilotprojekt mit Endlagerbetreibern geben.
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(bsc)
