Wehrwissenschaftliche Forschung Jahresbericht 2012

Forschungsaktivitäten 2012 30 31
Dr. Monika Risse
Fraunhofer-Institut für
Naturwissenschaftlich-Technische
Trendanalysen, Euskirchen
monika.risse@int.fraunhofer.de
Das Messfahrzeug DeGeN – unser System zur Prävention
von Nuklearterrorismus
Das Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische
Trendanalysen INT hat das Messfahrzeug DeGeN
(DEtektion Gamma Einschließlich Neutronen) entwickelt
und in 2012 modernisiert. Damit sind Nachweis und Identifikation
radioaktiver und insbesondere nuklearer Stoffe
möglich. Messungen erfolgen sowohl in der Vorbeifahrt als
auch stationär. Das System ist in Fahrzeuge ab einer Größe
eines typischen PKW-Kombis einbaubar.
Hermann Friedrich
Fraunhofer-Institut für
Naturwissenschaftlich-Technische
Trendanalysen, Euskirchen
hermann.friedrich@int.fraunhofer.de
Die Bundeswehr steht im Auslandseinsatz vielfältigen Gefahren
gegenüber. In den Verteidigungspolitischen Richtlinien
vom 27. 5. 2011 wird hervorgehoben, dass „der internationale
Terrorismus eine wesentliche Bedrohung für die Freiheit und
Sicherheit unseres Landes und unserer Bündnispartner“ bleibt.
Im Bereich des Terrorismus hob Bundeskanzlerin Merkel in
ihrer Regierungserklärung zum Einsatz der Bundeswehr in
Afghanistan vom April 2010 die Bedrohung durch den Atomterrorismus
hervor. Er „gehört zu den größten Bedrohungen
für die Sicherheit der Welt. Organisationen wie al-Qaida versuchen,
in den Besitz von Nuklearwaffen zu kommen oder
nukleares Material zu erlangen, um damit als sogenannte
schmutzige Bomben nuklear angereicherte konventionelle
Waffen zu bauen.“ Um für Einsätze mit derartiger Risikolage
gerüstet zu sein, ist es unumgänglich entsprechende Fähigkeiten
für das Auffinden und Identifizieren von nuklearem
Material vorzuhalten.
Nukleares und radioaktives Material kann durch Messung
der von ihm ausgehenden Strahlung nachgewiesen und identifiziert
werden. Hierzu sind im Messfahrzeug (Abbildung 1)
Gamma- und Neutronendetektoren eingebaut. Zur Gammamessung
sind zwei 5 l große Plastikszintillationsdetektoren
mit NBR (Natural Background Rejection) Funktionalität
enthalten. Sie ermöglichen eine Unterscheidung zwischen
natürlicher und künstlicher Radioaktivität. Durch den Einbau
je einer Sonde auf beiden Seiten kann unterschieden werden,
auf welcher Fahrzeugseite sich die aufgefundene Quelle befindet.
Für die genaue Identifizierung befindet sich ein hochauflösender,
elektrisch gekühlter Germaniumdetektor im
Fahrzeug, welcher sowohl während der Fahrt als auch in einer
nachgeordneten abgesetzten Messung eine Identifikation des
gefundenen Materials ermöglicht.
Im Jahr 2012 wurde das INT Messfahrzeug modernisiert und
ausgebaut. Hierzu gehörte die Neubeschaffung eines PKW-
Kombi, die Integration neuer Systemkomponenten (robuster
PKW-PC und robuster Monitor) und die bessere Anbindung
des Germaniumdetektors zur Nutzung während der Fahrt.
Von nuklearem Material werden Gammastrahlen und
Neutronen ausgesandt. Die überwiegend niederenergetische
Gammastrahlung ist oft so stark abgeschirmt, dass ein Nachweis
unmöglich ist. In solchen Fällen ist die Neutronenmessung
die einzige Möglichkeit zum Nachweis des nuklearen
Materials. Dazu werden zwei großvolumige Detektorreihen
mit je 6 3 He-Slab-Countern auf beiden Fahrzeugseiten eingesetzt.
Die Nachweisgrenze ist für Abstände oberhalb 5 m von
der Fahrtgeschwindigkeit unabhängig (Abbildung 2). Beispielsweise
können in 10 m Abstand mit einer Abschirmung von
20 cm Beton etwa 3 kg waffengrädiges Plutonium nachgewiesen
werden. Die Information, ob es sich bei einem Fund
um Nuklearmaterial oder eine industrielle Neutronenquelle
handelt, kann durch eine ergänzende stationäre Koinzidenzmessung
erhalten werden.
Die Messwerte laufen getrennt für die beiden Detektorseiten
in Balkendiagrammen auf dem Monitor ein (Abbildung 3).
Das Überschreiten einstellbarer Schwellen wird optisch und
akustisch signalisiert. Alternativ kann während der Fahrt ein
Datenwert in einem farbkodierten Fahrweg in einer Kartendarstellung
betrachtet werden. Neben üblichem Kartenmaterial
können auch eingescannte Karten oder Satellitenbilder genutzt
werden (Abbildung 4).
Das Energiemanagement des Messsystems ermöglicht die
Energieversorgung durch Aufladung mittels Lichtmaschine
während der Fahrt, bis zu 10 h aus dem Akkumulator und auch
über einen Anschluss an 230 V für vorbereitende Arbeiten.
Das System ist normalerweise in einem PKW-Kombi integriert,
es kann jedoch auch in andere ausreichend große Fahrzeuge
eingebaut werden. So können die Systemkomponenten einzeln
verlastet und dann am Bestimmungsort in ein Fahrzeug eingerüstet
werden.
Mit dem Messfahrzeug DeGeN steht ein valides System im
Kampf gegen den Nuklearterrorismus zur Verfügung, welches
flexibel eingesetzt werden kann.
Abb. 1: Messsystem im Fahrzeug eingerüstet
Abb. 2: Nachweisgrenze für Neutronenmessungen für
3 und 40 km/h für unterschiedliche Abschirmungen
Abb. 3: Screenshot der Monitoranzeige mit einem
Gammaquellenfund auf der linken Fahrzeugseite
Abb. 4: Messwerte Gammadosisleistung als farbkodierter Fahrweg in einem
Satellitenbild dargestellt. Es sind bei einer Suchfahrt vier Gammaquellen
an den Positionen A bis D gefunden worden. Die Symbole markieren die
Quellorte