PSI entwickelte neues Verfahren

In Extremfällen ist Schnelligkeit gefragt: Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI haben ein neues Rechenverfahren entwickelt, mit dem sich radioaktives Material innerhalb weniger Sekunden genauer identifizieren und seine Menge und Position präziser bestimmen lassen.

Es gibt Ernstfälle, die hoffentlich niemals eintreten, auf die Gesellschaft und Regierung aber dennoch vorbereitet sein wollen. Dazu zählen der mögliche Austritt von Radioaktivität nach einem Reaktorunfall oder ein Terroranschlag mit radioaktivem Material. Damit Behörden in solchen Fällen schnell und effektiv reagieren können – also Evakuierungen veranlassen, passendes Schutzmaterial oder Jodtabletten verteilen können – muss zunächst das Ausmass der Gefahr für Mensch und Umwelt abgeschätzt werden. In solchen Situationen kämen dann unter anderem fliegende Labore zum Einsatz, also Detektoren in Helikoptern, mit denen Position, Art und Menge des radioaktiven Materials bestimmt werden können.

David Breitenmoser hat in seiner Doktorarbeit im Eich- und Kalibrierlabor in der Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit am Paul Scherrer Institut PSI mathematische Hilfsmittel entwickelt, mit denen die Datenanalyse in einem f liegenden Labor deutlich verbessert wird: Radioaktives Material kann genauer identifiziert werden, und das in Sekundenschnelle. Die Ergebnisse dieser Forschung wurden nun im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht. Die neue Analysemethode ist nicht nur für Katastrophenfälle relevant, sondern kann zum Beispiel auch bei der Über wachung von Nuklearanlagen angewendet werden.

Genaue Bestimmung in wenigen Sekunden
«Damit können wir in Zukunft in wenigen Sekunden mit einer Messung im Helikopter schwache radioaktive Barium- oder Cäsiumproben voneinander unterscheiden, ihre Stärke mit hoher Genauigkeit bestimmen und ihren Standort präzise lokalisieren», sagt Alberto Stabilini, der für das PSI an der Durchführung von Aeroradiometrie-Messflügen in der Schweiz beteiligt ist. Im Mai und Juni 2025 fanden im Rahmen der jährlichen Messkampagne Flüge in der Umgebung der Kernkraftwerke Mühleberg und Gösgen statt. Bei einer internationalen Übung mit 140 Beteiligten aus sechs Ländern, sechs Hubschraubern und fünf Drohnen wurden zudem verschiedene Szenarien trainiert, darunter die Suche nach radioaktiven Quellen. Solche Messflüge, mit denen auch Referenzkarten zur natürlichen Radioaktivität erstellt werden, sind neben dem Notfallschutz ein wichtiges Anwendungsgebiet für die entwickelte Analysemethode. «Es gibt aber auch noch viele andere», sagt Breitenmoser. Denn durch ihre hohe Empfindlichkeit und Genauigkeit ist die Methode generell dafür geeignet, schwache radioaktive Bodenquellen zu orten und zu charakterisieren. Dies kann zum Beispiel bei geophysikalischen Untersuchungen des Untergrunds nützlich sein, oder zur Kernmaterialüberwachung durch die Internationale Atomenergie-Organisation (IAEA). (nfz)