Logo PTB
Symbolbild "Zeitschriften"

Radiographie mit schnellen Neutronen

Neuartige Neutronenkameras, die in der PTB entwickelt und an der vorhandenen Beschleunigeranlage erprobt worden sind, können zum Auffinden von Sprengstoff und Drogen in Fluggepäck und Luftfrachtcontainern genutzt werden.

Foto einer Probe aus Stahl und Kohlenstoff. Im Neutronenbild rechts sind auch die von dem Maulschlüssel verdeckten Kohlenstoffscheiben abgebildet.

Neutronen sind eine hervorragende Sonde für die zerstörungsfreie Materialuntersuchung. Mit ihnen lassen sich Eigenschaften und Stoffzusammensetzungen erfassen, die mit Röntgenstrahlung nicht oder nur unzureichend aufgelöst werden. Radiographie und Tomographie mit langsamen (thermischen) Neutronen sind bereits verbreitete Methoden zur Messung der Verteilung wasserstoffhaltiger Substanzen in Proben – vorwiegend an stationären Anlagen wie Forschungsreaktoren und Spallationsquellen. Dagegen sind energiereiche Neutronen, wie sie an der Beschleunigeranlage der PTB erzeugt werden können, in der Radiographie bisher wenig eingesetzt worden. Aufgrund ihrer spezifischen Wechselwirkung mit den Atomkernen der Materie und ihres hohen Durchdringungsvermögens sind sie jedoch besonders geeignet, großvolumige Objekten wie etwa Reisegepäck, Container, schwere Maschinenteile oder Mineralien zu untersuchen. Allerdings verhindern bis heute die Komplexität der Anlagen zur Neutronenerzeugung und die wenig entwickelten bildgebenden Detektionsverfahren einen breiteren Einsatz dieser Methode.

In der PTB werden in Zusammenarbeit mit der Universität Frankfurt und dem Weizmann-Institut in Rehovot/Israel effiziente und hochauflösende Neutronenkameras für die energieaufgelöste Radiographie mit Neutronen im Energiebereich von 2 MeV bis 10 MeV entwickelt. Bisher wurden mehrere Protoypen solcher Kameras, die auf zwei unterschiedlichen physikalischen Funktionsprinzipien basieren, entwickelt und an der Neutronenanlage der PTB untersucht. In Verbindung mit intensiven, gepulsten Neutronenquellen werden diese Kameras die Messung der Verteilung von leichten Elementen wie C, N und O in Behältern ermöglichen, um damit zum Beispiel Sprengstoffe oder Drogen zu identifizieren.

Für die praktische Anwendung der Methode an Flughäfen, Grenzanlagen oder in der Industrie werden neben den effizienten bildgebenden Neutronen-Detektionsverfahren auch leistungsfähige und kompakte Anlagen zur Neutronenerzeugung benötigt. Deshalb soll nun in einem neuen Projekt mit der Universität Jena untersucht werden, ob sich leistungsfähige Neutronenquellen für diese Anwendung mit Hilfe von Hochleistungslasern realisieren lassen.

Ansprechpartner:

Telefon: +49-531-592-0