Hoe ontdek je of onverlaten de grondstoffen voor een kernwapen je land binnen proberen te smokkelen? Een team van Amerikaanse wetenschappers denkt de oplossing te hebben gevonden.

Terroristen die de beschikking hebben over weapons-grade uranium of plutonium – dat wil je natuurlijk niet. Alleen: het blijkt nog best lastig om een scheepscontainer te identificeren die dit soort nucleair spul bevat. Een slimme nieuwe techniek moet uitkomst bieden.

Geen goed idee

Het probleem is dat uranium en andere zogenoemde special nuclear materials maar af en toe uit zichzelf een neutron uitzenden – zeker als je deze elementen ook nog eens afschermt. Daardoor zul je waarschijnlijk niets meten als je detectors rond een verdachte container plaatst.

Een optie is dan om een scheepscontainer te bestoken met gammastraling. Een eventuele nucleaire lading gaat door zo’n stralingsbombardement namelijk veel meer neutronen uitzenden dan gewoonlijk. Maar dan moet je zóveel stralingsenergie op de lading loslaten dat die daardoor beschadigd kan raken. En dat vinden havens in de regel niet zo’n goed idee.

Alarmbellen

Maar Anna Erickson van het Georgia Institute of Technology en collega’s hebben nu een variant bedacht die dit probleem niet heeft. Bij deze methode worden deuteronen (‘zwaar waterstof’) afgevuurd op een doelwit, waarbij gammastraling en neutronen ontstaan. Met die gammastraling kan dan de inhoud van de container in beeld worden gebracht, vergelijkbaar met een röntgenfoto.

Daarnaast zorgen zowel de gammastraling als de neutronen ervoor dat de lading zélf neutronen gaat uitzenden. Komen al die neutronen meteen vrij? Dan is de lading onschuldig. Zijn er echter ook neutronen die pas een tijdje later vrijkomen? Dan heb je te maken met special nuclear materials en kunnen alle alarmbellen afgaan.

Veel minder energie

Het grote voordeel ten opzichte van ‘gewoon’ gammastraling loslaten op een container is dat de straling die Erickson en haar team gebruiken veel minder energie bevat. Daardoor kun je er gevoelige metingen mee doen zonder dat bijvoorbeeld elektronica in de container erdoor van de leg raakt.

De wetenschappers hebben al in het lab laten zien dat de methode in principe werkt: je kunt er verschillende materialen mee identificeren, waaronder de gevreesde special nuclear materials. Volgende stap is nu om de straling los te laten op een heuse stalen container.

Bronnen: Scientific Reports, Georgia Institute of Technology via Phys.org

Beeld: Scientific Reports