Der am PNNL entwickelte Minendetektor wird wie ein Metalldetektor über den Boden bewegt und tastet pro Schritt einen Bereich von 10 Quadratmetern ab. Im Unterschied zum Metalldetektor, der bisher bei der Minensuche eingesetzt wird, reagiert dieser Detektor auf Wasserstoff, der in den Hüllen und Sprengstoffen von Plastik- und Metallminen enthalten ist.
Der Detektor besteht im wesentlichen aus einer Neutronenquelle und einem Neutronennachweis. In der Neutronenquelle befindet sich das radioaktive Element Californium-252. Californium zerfällt und die Spaltprozesse erzeugen bis zu vier Neutronen. Der Zeitpunkt der Spaltung, bei dem die Neutronen entstehen, wird mittels Elektronik bestimmt. Die Neutronen verlassen mit sehr hoher Geschwindigkeit die Quelle und prallen auf den zu untersuchenden Boden.
Treffen die Neutronen auf eine vergrabene Plastik- oder Metallmine, so wechselwirken sie mit dem Wasserstoff in den Minen. Dabei gibt das Neutron einen Teil seiner Energie an den Wasserstoff ab, wird langsamer und zugleich in den Detektor zurückreflektiert. Die Wissenschaftler wählten Wasserstoff, da dieser von allen Elementen dem Neutron die größte Energie entzieht und so das Neutron am stärksten verlangsamt.
Die Neutronen werden durch nichtradioaktives Helium-3, das sich in Niederdruckröhrchen befindet, nachgewiesen. Sobald das Helium ein Neutron aufnimmt, sendet es ein Elektron aus, das in ein Signal umgewandelt wird. Da der Zeitpunkt der “Neutronen-Geburt” bekannt ist, kann zwischen einem langsamen Neutron, das auf eine Landmine gestoßen ist, und einem schnellen Neutron, das lediglich vom Boden in den Detektor reflektiert wurde, unterschieden werden.
Bei der Arbeit mit dem Detektor ist die tägliche Strahlenbelastung vergleichbar mit der einer Röntgenaufnahme von einem Zahn oder der eines Kontinentalfluges.
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