Einsatzfähigkeit von Gammadetektoren zum Nachweis des illegalen Transports von durch Containerladung abgeschirmter radioaktiver Substanzen

Thema dieses Forschungsprojektes ist der Nachweis illegal transportierter radioaktiver Substanzen im Inneren von Cargo-Containern. Die derzeit an Grenzübergängen genutzten Portalmonitore sind auf Grund zweier Umstände nicht zuverlässig genug: falsch positive und falsch negative Messungen. Bei einer falsch positiven Messung wird trotz des Nichtvorhandenseins einer radioaktiven Substanz ein Alarm gegeben (oder natürlich vorkommende, harmlose Radionuklide werden als gefährlich klassifiziert). Bei einer falsch negativen Messung wird ein mit hohem Gefahrenpotential verbundenes Radionuklid nicht detektiert. Auf Grund dieser beiden Umstände sind verbesserte Detektionssysteme notwendig. Durch den Anstieg der Containerumschlagszahlen und Sicherheitsbemühungen wie der Megaports Initiative werden Verbesserungen der Detektoren umso notwendiger. Fokus des Forschungsprojektes: Dieses Forschungsprojekt betrifft die Anwendung gammaspektrometrischer Detektoren im Allgemeinen. Gleich ob derzeit verwendete, weiterentwickelte oder hypothetische Gammadetektoren, alle benötigen eine bestimmte Mindestanzahl von Gammaquanten zur Identifikation charakteristischer Peaks. Das wesentliche Problem stellt dabei die Abschwächung der emittierten Gammastrahlung dar, die dann vor dem radioaktiven Untergrund nachgewiesen werden muss. Dabei muss sowohl berücksichtigt werden, dass die Abschwächung der Strahlung energieabhängig ist, als auch, dass gerade im niedrigeren Energiebereich ein erhöhter Strahlungsuntergrund auftritt. Beides zusammen führt insbesondere bei der Detektion von Radionukliden mit Emissionen im niedrigen Energiebereich zu einer Verminderung der Detektionswahrscheinlichkeit. Es kann angenommen werden, dass selbst bei enormem Aufwand nur ein geringfügiger Fortschritt in Bezug auf die Detektionseffizienz erzielt werden kann, da sich die Verbesserungen angesichts der physikalischen Grenzen als unwesentlich erweisen. Der erste Teil der Forschungsprojektes bestand aus Messungen, die dem Vergleich eines Portalmonitors mit kleineren, spektrometrisch arbeitenden Detektoren dienten. Ziel der Messungen war, einen Überblick über realistische Messbedingungen, häufig vorkommende radioaktive Substanzen und Nachweisgrenzen zu gewinnen. Der zweite Teil waren Simulationen eines Portalmonitors für Gammastrahlung. Dazu wurden Spektren von Radionukliden simuliert, die sich im Inneren eines Cargo-Containers befanden, der mittels eines Portalmonitors inspiziert wird.