Met deuterium en boor kun je gammastraling genereren waarmee je uranium kunt onderscheiden van onschuldige zware metalen. Handig als je zeecontainers wilt controleren op kernwapensmokkel, stelt MIT-onderzoeker Areg Danagoulian.

Tijdens een congres van de American Physical Society in Baltimore presenteert hij vandaag (13-04-2015) de techniek die hij ‘monochromatic photon radiography’ heeft gedoopt. Ze berust op een vorm van kernfusie: boor-11 plus waterstof-2 geeft koolstof-12, losse neutronen én heel nauw gedefinieerde gammastraling, met twee smalle pieken bij 4,4 en 15,1 MeV.

Die gammabundel stuur je door de container heen, en aan de andere kant zet je detectoren die de doorgelaten fotonen én hun energieniveau noteren. Met name de absorptie van 15,1 MeV-fotonen is sterk afhankelijk van het atoomnummer van het element dat ze absorbeert, dus uit de verhouding tussen 4,4 en 15,1 kun je dat atoomnummer aflezen.

Danagoulian heeft het geprobeerd met ijzer, tin, wolfraam en lood. Die elementen kon hij op deze manier goed uit elkaar houden. Hij verwacht dat uranium en plutonium nog veel simpeler zijn, vanwege hun zeldzaam hoge atoommassa. Voor uranium geldt bovendien dat 15,1 MeV voldoende is voor kernsplijting, waarbij neutronen vrijkomen die je óók moet kunnen meten.

Momenteel worden containers ook al doorgelicht met gammastraling. Maar dat is zogeheten remstraling (Bremsstrahlung, in goed Engels) die op een heel andere manier wordt opgewekt en een breed energiespectrum beslaat. Daarmee kun je wel lichte van zware elementen onderscheiden, maar bijvoorbeeld geen uranium van lood. Tenzij je de intensiteit van de bundel dusdanig opvoert dat ze levensgevaarlijk wordt voor zowel havenpersoneel als eventuele verstekelingen.

Overigens staat het onderzoek nog in de kinderschoenen. Om de nieuwe techniek praktisch bruikbaar te maken, zullen de benodigde deeltjesversnellers eerst behoorlijk moeten worden verkleind.

bron: news@nature