Kosmische Strahlung soll Fukushima durchleuchten

Experten am Los Alamos National Laboratory (LANL) haben vorgeschlagen, mithilfe kosmischer Strahlung ein detailliertes Bild vom Innenleben der beschädigten Atomreaktoren in Fukushima zu gewinnen.

Konkret setzt das Team dabei auf einen Radiografie-Ansatz, der die Streuung sogenannter Myonen an anderen Teilchen analysiert. Mithilfe zweier Detektoren soll es demnach innerhalb weniger Wochen möglich sein, sehr genau zu bestimmen, wo sich innerhalb des Schutzmantels radioaktives Material aus den geschmolzenen Reaktorkernen befindet.

Das Verfahren hat nach Ansicht der Forscher großes Potenzial. „Wie die Leute vielleicht von früheren Reaktorunfällen wissen, ist eine effektive Lokalisierung beschädigter Teile des Reaktorkerns der Schlüssel zu effektiven, effizienten Aufräumarbeiten“, betont Konstantin Borozdin von der Subatomic Physics Group am LANL. Wie das Team in der Fachzeitschrift Physical Review Letters berichtet, hat sich die neue Methode in Computersimulationen als wesentlich besser erwiesen als eine Variante, die nur die Abschwächung des Myonenflusses misst.

Natürliche Bildgebung

Kosmische Strahlung besteht aus hochenergetischen Teilchen. Wenn diese auf die Erdatmosphäre treffen, entstehen Sekundärteilchen wie Myonen. Diese fluten die Erde und können ähnlich wie Röntgenstrahlen zur Bildgebung genutzt werden. Der LANL-Ansatz beruht darauf, dass Myonen beim Durchdringen von Materie durch Atome abgelenkt werden. Wie stark diese Streuung ist, kann mittels Detektoren vor und hinter einem Objekt gemessen werden. Das liefert Aufschluss über den inneren Aufbau, da Materialien wie Uran Myonen stärker ablenken.

In einer Computersimulation haben die Forscher einen Reaktor betrachtet, bei dem nach einem Kernbruch radioaktives Material ähnlich wie im Reaktor Fukushima Daiichi 1 verteilt ist. Mit der Streuungs-Methode ergibt sich demnach nach sechs Wochen ein detailliertes Bild des Reaktorkerns, fehlenden Kernmaterials und dessen Verteilung im Rest des Reaktors. Klassische Myonen-Radiografie dagegen, die nur den Teilchenfluss misst, schafft in so kurzer Zeit nur ein verschwommenes Bild des Reaktorkerns selbst.

Hilfreiches Werkzeug

„Wir haben jetzt ein Konzept, wie die Japaner kritische Daten darüber sammeln können, was sich im Inneren ihrer beschädigten Reaktorkerne abspielt“, sagt Borozdin. Er betont, dass sich dazu Menschen nur minimal der hohen Strahlung in der Umgebung der havarierten Reaktorblöcke aussetzen müssten. „Myonenbilder könnten sich als wertvoll erweisen, um die Sanierung des Reaktorkomplexes effektiver zu planen und schneller umzusetzen“, ist der Forscher überzeugt.

Der Ansatz zum Durchleuchten eines Kernreaktors baut dabei auf bisherigen Arbeiten im Bereich Myonen-Radiografie auf. Diese ist auch geeignet, geschmuggeltes radioaktives Material auch in schwer abgeschirmten Containern zu entdecken, ohne diese öffnen zu müssen. LANL-Forscher haben die Arbeit an solchen Detektoren kurz nach den 9/11-Terroranschlägen aufgenommen und vor fast zehn Jahren erste Ergebnisse präsentiert (pressetext berichtete: http://pte.com/news/20030320026 ).