Myonen-Detektor spürt mit kosmischen Strahlen radioaktive Substanzen auf

Myonen durchleuchten verdächtige Behältnisse

Physiker am Los Alamos National Laboratory in New Mexico haben eine Methode entwickelt, um versteckte radioaktive Substanzen aufzuspüren. Als Spürhunde dienen Myonen. Sie stammen aus der kosmischen Strahlung und sollen verdächtige Behältnisse durchleuchten. Im Gegensatz zu herkömmlich eingesetzten Röntgenstrahlen können diese Elementarteilchen selbst Materialien, die aus schweren Atomen bestehen, durchdringen. Die erste Version eines Detektors präsentiert dessen Erfinder Christopher Morris, Nuklearphysiker am Los Alamos National Laboratory, im Wissenschaftsmagazin Nature. Morris rechnet in einem Jahr mit einem kompletten System.

Myonen gehören zu einer als Leptonen bezeichneten Klasse von negativ geladenen Elementarteilchen. Sie sind schwerer als Elektronen und entstehen durch den Zerfall schwerer, energiereicher Teilchen der kosmischen Strahlung in der Erdatmosphäre. Jede Sekunde durchdringen dem Bericht zufolge fünf Myonen pro Sekunde den menschlichen Kopf. Sie bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit-ähnlichem Tempo durch die Atmosphäre und können aufgrund ihrer hohen Energien sogar zentimeterdicke Stahlblöcke durchdringen. Flitzen sie durch einen Festkörper werden die Myonen abhängig von dessen Dichte aus ihrer Flugrichtung abgelenkt. Laut Forschern sind die Elementarteilchen daher zur Detektion von radioaktiven Substanzen wie Plutonium und Uran geeignet. Sowohl Uran als auch Plutonium bestehen aus sehr schweren Atomkernen. Ein weiterer Vorteil der neuen Methode sei, dass sie für den Menschen im Gegensatz zu Röntgenstrahlung völlig harmlos ist.

Ein erstes Detektorensystem wurde bereits entwickelt. Es misst die Richtung der einfallenden und der gestreuten Myonen an Uran. Das Messergebnis wird in computergenerierte Bilder umgewandelt. Für die Finanzierung eines Prototypen benötigen Morris und seine Arbeitsgruppe einen Betrag von einigen Mio. Dollar. Derartige Systeme könnten für die Inspektion verdächtiger Fahrzeuge an Grenzen einsetzt werden. „Die Untersuchung nimmt die Zeit einer Reisepasskontrolle in Anspruch“, so Morris.