Forscher des NIST und internationale Partner haben ultrasensitive Quantensensoren eingesetzt, um Röntgenemissionen von Uran, Plutonium und Neptunium mit erheblich höherer Präzision zu messen. Die Messungen können Analysten dabei helfen, diese Röntgenstrahlung von überlagerten Gammastrahlensignalen zu trennen, die zur Identifizierung und Bilanzierung von Nuklearmaterial verwendet werden.
Übergangskantensensoren trennen überlagerte Signale
Bei den Arbeiten kamen Arrays aus Übergangskantensensoren zum Einsatz, supraleitende Bauelemente, die knapp oberhalb des absoluten Nullpunkts betrieben werden. Ein eintreffendes Photon bewirkt eine messbare Widerstandsänderung, sodass der Detektor dessen Energie mit hoher Auflösung bestimmen kann. Laut NIST reduzierten die neuen Messungen die Unsicherheit gegenüber früheren Werten um ein Drittel bis ein Achtel.
Genauere Röntgendaten ermöglichen es Überwachungssystemen, Hintergrundstörungen herauszurechnen und Isotopenverhältnisse präziser zu bestimmen. Diese Verhältnisse sind für nukleare Sicherungsmaßnahmen von Bedeutung, da sie dabei helfen, die Materialzusammensetzung und den Anreicherungsgrad zu unterscheiden.
Der Einsatz erfordert weiterhin spezialisierte Infrastruktur
Die Sensoren benötigen eine kryogene Kühlung und sind keine tragbaren Instrumente. Laut NIST können die Arrays dort betrieben werden, wo ausreichend Strom und Kühlleistung zur Verfügung stehen; Proben können zudem an entsprechend ausgestattete Labore geschickt werden. Die Technologie könnte Messverzögerungen in kerntechnischen Anlagen verkürzen, doch ihre betriebliche Einführung erfordert Kalibrierung, Kontrollen der Beweismittelkette und validierte Verfahren. SectechMedia berichtet im Rahmen seiner Berichterstattung über industrielle Überwachung über verwandte Systeme.
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