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Riesensphären als Neutrinofallen

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 27.04.2012 13:09

Die Detektoren, die derzeit in Betrieb sind oder kurz vor der Fertigstellung stehen, sind tief in Gebirgen verborgen, um den Einfluss von Teilchen aus der Atmosphäre und dem Weltraum so gering wie möglich zu halten. Die Gebirgsmassive von Kamioka und des Gran Sasso oder das tiefe Bergwerk in Ontario, in dem SNO+ liegt, dämpfen die Störungen wenigstens ein bisschen. Ähnliche Wirkung hat auch der Ozean, daher liegen in den USA Pläne für Tiefsee-Detektoren vor, die am Boden des Ozeans verankert werden und dort mehrere Monate oder Jahre messen.

Aufbau des Geoneutrino-Observatoriums im Kamioka-Massiv auf Honshu (Bild: Kamland Collaboration/LBL)."Wir reden zurzeit über einen Detektor von 10.000 Tonnen, das ist immer noch die Größe eines achtstöckigen Bürohauses", betont Bill McDonough. Wenn die Pläne finanziert werden, wird zunächst eine kleinere Test-Sphäre in der Tiefsee vor Hawaii versenkt und mit einem Riesenanker am Meeresboden gehalten. "Diese Testeinrichtung wäre selbst wohl zu klein, um Neutrinos zu messen, aber sie könnte die Technologie erproben", sagt McDonough. Die ausgewachsene Einrichtung könnte an verschiedenen Stellen des Pazifik verankert werden und dort den Neutrino-Fluss messen. Damit wäre nicht nur der Gesamtgehalt der Planetenmasse an Uran und Thorium, sondern auch die Verteilung zwischen Mantel und Kruste sowie sogar regionale Konzentrationen messbar.

Eine ganz andere Einsatzmöglichkeit für Neutrinodetektoren bietet sich in der Reaktorüberwachung. Kernreaktoren schleudern Unmengen der geisterhaften Teilchen aus, sobald sie aktiv sind. Deshalb braucht man nicht einmal besonders große Detektoren, solange sie nur relativ nahe am Reaktor platziert sind. "Damit kann man den Betrieb überwachen, ohne auf Informationen der Unternehmen angewiesen zu sein", betont McDonough. Am Neutrinofluss kann man erkennen, ob die Anlage ordnungsgemäß läuft. Tatsächlich gibt es bereits Testeinrichtungen, die die Neutrinodetektion zur Reaktorüberwachung einsetzen. Sie sind an den Anlagen im französischen Chooz und im kalifornischen San Onofre installiert.

Ebenfalls denkbar ist der Einsatz von Neutrino-Detektoren für die internationale Atomkontrolle unter UN-Mandat. Transportable Detektoren könnten vor den Küsten verdächtiger Staaten stationiert werden und dort den Neutrinofluss überwachen. Auffälligkeiten wären zumindest ein Hinweis für entsprechende Aktivitäten und könnten den Atominspektoren Hinweise für nähere Kontrollen liefern.