Amerikaanse onderzoekers hebben een gemakkelijkere detectiemethode ontwikkeld om containers te controleren op de aanwezigheid van gesmokkelde splijtstof.
Het detecteren van smokkelsplijtstof in een container is lastig. Het materiaal zit vrijwel altijd ingepakt in afschermend materiaal, waardoor het eenvoudig gebruik van een stralingsmeter geen zin heeft.
Om de splijtstof toch te kunnen detecteren zonder de hele container leeg te hoeven halen, wordt de speciale eigenschap van het nucleaire materiaal benut, namelijk dat het gemakkelijk splijt. Door de container te bestralen ontstaan er – op beperkte schaal – splijtingsproducten die door de afscherming heen gaan en van buiten zijn waar te nemen.
Strikte condities
Probleem met deze methode is dat de bron die de container bestraalt zo sterk is dat het ermee werken alleen kan onder strikte condities. Op een haventerreinen met de doorvoer van duizenden containers per dag is dat niet handzaam, waardoor detectie meestal achterwege blijft.
Havens gebruiken wel veelvuldig röntgenscanners om de inhoud van containers te controleren. Daarmee zijn op zijn best de contouren te herkennen van een vat waar mogelijk nucleair materiaal in kan zitten, maar om dat zeker te weten moet het toch worden uitgepakt en bekeken.
Laag-energetische reactie
Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology hebben nu een methode bedacht waarbij er een veel minder intense bron nodig is. Ze gebruiken een laag-energetische nucleaire reactie om hoogenergetische neutronen en fotonen te produceren. Die laag-energetische reactie bestaat uit het beschieten van boor met deuterium-deeltjes (een waterstofatoom met een proton en een neutron). Daardoor ontstaan koolstof en de gewenste neutronen en fotonen. Schotten maken daar een gerichte bundel van.
Die bundel dringt via de wand van de container en de afscherming door tot in het kernmateriaal. Versimpeld is te stellen dat de gammastraling ervoor zorgt dat het splijtingsmateriaal zelf ook gammastraling gaat uitzenden die karakteristiek is voor het atoomgetal en de dichtheid van het materiaal. Daarmee is dus vast te stellen of er sprake is van uranium of plutonium.
De neutronen dienen om te bepalen of het daadwerkelijk gaat om splijtstof. Is dat het geval, dan veroorzaken de neutronen een kernsplijting waarbij ook vertraagd neutronen en gammastraling vrijkomen. Juist die vertraging is kenmerkend voor een kernsplijting en is met een daarvoor gevoelige detector waar te nemen.
Hanteerbaar
Het resultaat is dat met een goed hanteerbare bron en twee detectoren is vast te stellen of zich in een container splijtstof bevindt. De volgende stap is de laboratoriumopstelling tot een hanteerbaar detectieapparaat maken en het verder testen van de betrouwbaarheid.
De afgelopen tien jaar zijn er ruim 2700 incidenten als diefstal, smokkel en verlies van nucleair materiaal gemeld, aldus de meest recente incidentenfactsheet van het Internationaal Atoom Agentschap.
Openingsfoto: een röntgenscanner van het bedrijf Nuctech.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.