I en rekordstor test opdagede forskere fjernt radioaktivt materiale ved at skyde det med infrarøde laserimpulser og analysere, hvordan lyset spredte
Der er en ny applikation til lasere
Lasere kunne blive et vigtigt værktøj til at detektere radioaktive materialer, såsom dem i skjulte atomvåben, fra en større afstand end nogensinde før.
Konventionelle radioaktivitetsfølende teknikker involverer at vente på, at partikler produceret under radioaktivt forfald til at ramme en detektor. Metoden kan fornemme disse partikler fra titusinder af meter væk – men ikke meget længere. Howard Milchberg ved University of Maryland og hans kolleger har nu vist, at en laserbaseret metode kan være effektiv fra så langt væk som 100 meter fra det radioaktive objekt.
Forskerne sendte impulser af infrarød laserlys mod en prøve af det radioaktive element polonium. Dens stråling havde slået nogle elektroner ud af luftmolekylerne i nærheden, og laserlyset tilføjede energi til disse partikler. Hver energisk elektron stødte derefter på flere molekyler og slåede endnu flere elektroner ud, hvilket forårsagede en kaskade, der kulminerede med oprettelsen af en lille kugle med knitrende lys plasma omkring de originale frie partikler.
”Det er svært at opdage et enkelt elektron midt i luften et eller andet sted, men hvad en laser gør er, at det gør den meget uopdagelige ting til en makroskopisk detekterbar ting,” siger Milchberg.
Af afgørende betydning kunne indkommende laserimpulser nu sprede sig fra plasmaet. Måling af, hvor intens denne spredningsproces var, og hvornår nøjagtigt den startede, gjorde forskerne mulighed for at udlede, at laseren var kommet nær radioaktivt materiale.
Fremgangsmåden var effektiv fra 10 meter væk, da forskerne brugte en meget stor og kraftfuld laser på Brookhaven National Laboratory i New York. De har også foreløbige resultater fra 30 meter væk med en mere kompakt laser, og de tror, det kunne fungere i endnu større afstande, op til 100 meter.
Disse afstande er cirka ti gange større end tidligere tests af den laserbaserede metode og repræsenterer et bemærkelsesværdigt skridt fremad i fjerndetekteringsteknikker, siger Kyle Hartig ved University of Florida. Imidlertid er den eksperimentelle opsætning for uhåndterlig til at bruge uden for laboratoriet – den skal gøres meget mindre og mere bærbar først, siger han.
Igor Jovanovic ved University of Michigan siger, at holdets tilgang kunne være nyttigt i situationer, hvor radioaktivt materiale mistænkes for at være på et specifikt sted, fordi laseren kan sigtes på en meget kontrolleret måde.
Men de fleste skjulte atomvåben ville være skjult bag noget afskærmningsmateriale, som ville ændre den slags partikler, som laseren ville støde på i den omgivende luft, forklarer Jovanovic. Så test med et mere forskelligartet sæt radioaktive materialer er også nødvendig, siger han.