Ortsaufgelöste Strahlungskamera mit Radionuklididentifikation - OSKAR; Teilprojekt A

Abstract

Das Verbundprojekt „OSKAR“ (Ortsaufgelöste Strahlungskamera mit Radionuklididentifikation) widmete sich der Entwicklung einer innovativen Generation von Strahlungskameras. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen nutzen die OSKAR-Prototypen moderne Halbleiter-Pixeldetektoren (Timepix-Technologie) in Kombination mit dicken Sensormaterialien, um radioaktive Quellen durch die physikalische Analyse des Compton-Effekts zu lokalisieren und die jeweiligen Isotope zu identifizieren. Trotz erheblicher, global bedingter Lieferengpässe bei Hardware-Bauteilen und fertigungstechnischer Herausforderungen bei dicken CdTe-Sensoren konnte der Forschungsverbund, koordiniert durch das Teilprojekt A der Universität Freiburg, mehrere voll funktionsfähige, mobile Prototypen entwickeln. Einer der Prototypen wurde erfolgreich für den operativen Einsatz auf Drohnen adaptiert. Zudem gelang der wissenschaftliche Proof-of-Concept: Das System kann reale Strahlenquellen in Form eines Overlays optisch überlagern und selbst komplexe Szenarien mit mehreren unterschiedlichen Isotopen (z. B. 137Cs und 60Co) räumlich auflösen und visuell trennen. Gleichzeitig offenbarte die detaillierte Auswertung, dass die genutzte Hardware-Generation (Timepix-3) in Kombination mit den bisher notwendigen strikten Compton-Filteralgorithmen zu unerwartet hohen Effizienzverlusten führt. Die daraus resultierenden verlängerten Messzeiten konnten im Rahmen dieses Vorhabens noch nicht vollständig behoben werden. Die messtechnische Identifikation und Analyse dieses physikalisch-algorithmischen "Flaschenhalses" stellt jedoch ein wichtiges wissenschaftliches Resultat dar.