Laserbasierte Neutronenquelle: Materialprüfung mit Technik aus der Fusionsforschung
Ein Konsortium unter der Führung des Darmstädter Fusionsunternehmens Focused Energy entwickelt eine laserbasierte Neutronenquelle für den Industrieeinsatz, mit der Behälter mit strahlendem Abfall zerstörungsfrei untersucht werden können.
Dabei soll das von Focused Energy entwickelte LDRS-Verfahren (Laser-Driven Radiation Sources) zum Einsatz kommen. Die Technik ist ein Nebenprodukt der Fusionsforschung.
Focused Energy(öffnet im neuen Fenster) arbeitet an der laserbasierten Trägheitsfusion (g+) . Hierbei wird der Brennstoff in eine winzige, speziell konstruierte Kapsel eingeschlossen, die mit einem sehr leistungsstarken Laser beschossen wird. Dadurch werden in kürzester Zeit die Bedingungen für die Fusion geschaffen.
Laser ersetzt Teilchenbeschleuniger
Mit einem solchen Hochleistungslaser lassen sich aber nicht nur Wasserstoffisotope zum Fusionieren bringen. Mit einem anderen Target kann in einer extrem kleinen Quelle sehr harte Röntgenstrahlung erzeugt werden, die beispielsweise Stahlbeton durchdringt. Dazu werden Ionen durch den Laser beschleunigt und auf einen Konverter gerichtet, um dort über Teilchenreaktionen Neutronen zu erzeugen. Früher wurde dafür ein großer Teilchenbeschleuniger benötigt.
Der Hochleistungslaser feuert bis zu 100-mal pro Sekunde auf ein sich selbst erneuerndes Target. Der Laser beschleunigt die Teilchen auf einer Strecke von wenigen Millimetern. Die Teilchen werden anschließend in gerichtete Neutronen und Röntgenstrahlung umgewandelt, um so das Innere von Bauteilen und Behältern zu durchleuchten. Ein Detektor erfasst die ankommende Neutronen- und Röntgenstrahlung und erzeugt daraus wie in herkömmlichen radiologischen Verfahren ein Bild.
Im stillgelegten Atomkraftwerk in Biblis soll die weltweit erste lasergetriebene Neutronenquelle für den Industrieeinsatz gebaut werden. Ziel sei, aus den von den Projektpartnern entwickelten Einzelkomponenten eine Laser‐Neutronenquelle zu entwickeln und damit zu demonstrieren, dass diese zur zerstörungsfreien Untersuchung von nuklearen Abfallbehältern eingesetzt werden könne, teilte Focused Energy mit(öffnet im neuen Fenster)
Viele Anwendungsmöglichkeiten für die Technik
Für diese Technik gebe es viele Anwendungsmöglichkeiten, sagte Focused-Energy-Gründer Markus Roth vor einigen Jahren im Gespräch mit Golem.de . "Dieses Konzept der Sekundärstrahlungsquellen ist ein zusätzliches Standbein und hat den Charme, dass es auf unserer Technologie basiert." Damit könnten etwa Bauwerke wie Brücken inspiziert oder Container durchleuchtet werden. Auch ein Kampfmittelräumdienst habe Interesse, weil er mit einem solchen Gerät erkennen könne, ob ein Metallstück, das das Bodenradar im Erdreich geortet habe, eine Bombe sei.
Am Projekt sind neben Focused Energy das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen, das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), die Technische Universität Darmstadt, die Technologieunternehmen Photonis und Trumpf sowie der Energieversorger RWE beteiligt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt mit 20 Millionen Euro.