Röntgen war gestern
Die so genannte Terahertzstrahlung ist deutlich ungefährlicher als Röntgenstrahlung: Sie durchdringt zwar viele künstliche Materialien, kann Gewebe aber nur wenig anhaben. Ein mögliches Anwendungsgebiet: Die Durchleuchtung am Flughafen.
- Neil Savage
Forscher auf der ganzen Welt arbeiten derzeit an einem Verfahren, einen noch kaum genutzten Teil des elektromagnetischen Spektrums zu nutzen: Die Terahertzstrahlung. Mit den so genannten T-Strahlen ist es möglich, Kleidung, Papier, Leder, Kunststoff, Holz, Keramik und andere Stoffe zu durchdringen, um beispielsweise auf einem Flughafen nach Sprengstoff oder Drogen zu suchen, die Passagiere versteckt haben könnten. Im Gegensatz zur Röntgenstrahlung können die T-Strahlen allerdings nur deutlich weniger tief eindringen. Dafür beschädigen sie aber auch kein lebendes Gewebe. Eine weitere interessante Eigenschaft: Mit T-Strahlen kann man auch spektroskopische Spuren lesen – um beispielsweise Haargel von Flüssigkeitssprengstoffen zu unterscheiden.
Erste kommerzielle T-Strahlen-Systeme sind bereits auf dem Markt. Diese eignen sich allerdings derzeit nur für ganz spezielle Anwendungsbereiche – so wird ein japanisches Gerät zur Untersuchung von Postsendungen auf Rauschgiftinhalte verwendet. Ein Durchleuchter für den Flughafen, der auch für Passagiere geeignet ist, kam lange Zeit technisch nicht voran. Der Grund: Die Generierung der Terahertzstrahlung ist noch sehr aufwändig. Ein idealer Scanner würde ein Bündel an T-Strahlen in Richtung des zu Untersuchenden schicken, der auch ein paar Meter entfernt stehen kann. Die Strahlen, die dann reflektiert werden, würden auf bekannte spektroskopische Muster untersucht. Aktuell verfügbare T-Strahlen-Quellen sind allerdings nur recht schwach, so dass die Erkennung nur langsam ablaufen kann.
Eine typische Methode zur T-Strahlen-Produktion besteht darin, mit einem Laser infrarotes Licht zu produzieren und es dann mit Hilfe einer speziellen Optik in den Terahertz-Frequenzbereich zu holen (Frequenzen zwischen 0,5 und 4,0 Terahertz, die zwischen infrarotem Licht und Mikrowellen liegen, sind hier die interessantesten). Das Endresultat ist jedoch nur eine Leistung, die bei einem Millionstel Watt liegt – mit Pech sogar nur im Billionstel-Bereich. Damit dieses schwache Signal von einem Detektor verwendet werden kann, müsste das Strahlenbündel sich langsam über ein sehr nahe liegendes Objekt bewegen - Pixel um Pixel. Die bisherige Alternative zu diesem optischen System ist ebenfalls unattraktiv: Ein gigantischer Gaslaser, der eine ganze Laborbank in Anspruch nehmen würde. Fazit: Beide Verfahren sind für die Verwendung im Flughafen zur Durchleuchtung tausender Passagiere unbrauchbar.
Qing Hu, Professor am Research Laboratory of Electronics am MIT, will das Problem nun mit einem dritten Laser-Verfahren gelöst haben. Hus Speziallaser erreicht 250 Milliwatt bei 4,3 Terahertz und 100 Milliwatt bei 1,5 Terahertz – und ist nur so groß wie ein Stecknadelkopf. Diese Leistung würde ausreichen, um mehrere Meter zu überbrücken und dann daraus ein sofortiges Bild zu erstellen. Anstatt dabei nur pixelweise vorzugehen, kann der Detektor wie ein CCD-Chip in einer Videokamera ein Gesamtbild aufnehmen. So könnten Sicherheitsbeamte unter Mäntel schauen und den Inhalt von Taschen kontrollieren, während die Personen vorbeilaufen. "Wir könnten sogar einen T-Strahlen-Film drehen", erklärt Hu. Einer Echtzeitauswertung stünde nichts im Weg.
