Argon-37 als Werkzeug zur Überwachung des Nuklearen Teststoppabkommens

Das Nukleare Teststoppabkommens sieht vor, Vor-Ort-Inspektionen durchzuführen, falls konkrete Hinweise auftauchen, ein Vertragsstaats könnte illegal einen Nukleartest durchgeführt haben. Aufgrund seiner mit 35 Tagen relativ langen Halbwertzeit hat sich in den letzten Jahren das radioaktive Edelgas Argon-37 zunehmend als idealer Tracer für einen Vor-Ort-Nachweis des nuklearen Charakters einer unterirdischen Explosion herausgestellt. Die wesentliche Einschränkung seiner Nutzung besteht aktuell jedoch im Fehlen zuverlässiger Daten, ob eine erhöhte Konzentration an Argon-37 auch aus kerntechnischen Anlagen stammen könnte, da dessen Emissionen nicht überwacht werden.

Diese Lücke soll ein Forschungsprojekt im ZNF schließen, das in den Jahren 2017-2018 von der Deutschen Stiftung Friedensforschung finanziell gefördert wird.

Im Rahmen unseres Forschungsprojekts werden neutronenphysikalische Simulationen durchgeführt, mit denen die Bildungsraten des Argon-37 innerhalb kerntechnischer Anlagen abgeschätzt werden. Unter Berücksichtigung der Lüftungsführung innerhalb der Anlagen werden aus deren Ergebnisse werden Freisetzungsraten in die Atmosphäre bestimmt. Diese Simulationen werden sowohl für Leistungskraftwerke zur Stromerzeugung als auch für Forschungsreaktoren durchgeführt. Zur Überprüfung der berechneten Emissionen werden in kerntechnischen Anlagen Fortluftproben genommen und ihre Gehalte an Argon-37 analysiert; falls erforderlich, werden die entwickelten Modelle daraufhin verfeinert. Die Ergebnisse sollen dazu dienen, für die Nutzung des Argon-37 zur Überwachung des Nuklearen Teststoppabkommens einen anthropogenen Hintergrund entweder ausschließen oder seine Höhe quantifizieren zu können.

Diese Arbeiten werden in enger Kooperation mit dem Bundesamt für Strahlenschutz und mit Dr. Roland Purtschert, Universität Bern, durchgeführt.