Natsi-Saksan harvinainen uraanikuutio saapui Suomeen tutkittavaksi – Tampereella kehitetty säteilytutkimuksen mullistava laite muuttaa radioaktiivisen säteilyn näkyväksi

Tampereen yliopistossa kehitetty säteilyskanneri voi auttaa esimerkiksi ydinonnettomuuksissa.

tutkimus
Jens-Tarek Eisheh ja Juha Toivonen
Tutkija Jens-Tarek Eisheh toi uraanikuution saksalaisesta säteilyturvakeskuksesta ja valvoo kuutiota, kun Tampereen yliopiston Juha Toivosen ryhmä tutkii säteilyä.Jarkko Vuolle / Yle

Ydinfyysikko ja kvanttimekaniikan kehittäjä Werner Heisenberg (1901–1976) tutkimusryhmineen kehitti natsi-Saksalle ydinreaktiojärjestelmää 1940-luvulla.

Ydinohjelman keskiössä oli 664 uraanikuutiota, joiden avulla natsi-Saksa yritti saada itselleen toimivan ydinreaktorin.

Suurin osa kuutioista on edelleen kadoksissa. Tällä viikolla yksi uraanikuutioista matkasi suojattuna saksalaisesta säteilyturvakeskuksesta (Federal Office For Radiation Protection) Tampereelle.

– Onhan tämä merkittävä hetki kuution kantaman historian ansiosta. Kun on kymmeniä vuosia lukenut oppikirjoista Heisenbergin oppeja ja nyt saa käsiinsä tällaisen hänen tiiminsä tekemän kuution, niin onhan se aika jännittävää, Tampereen yliopiston Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnan professori Juha Toivonen toteaa.

Heisenbergin kuutio
Heisenbergin kuutio on tehty luonnonuraanista. Vaikka se on vain viisi senttiä leveä, se painaa yli kaksi kiloa.Jarkko Vuolle / Yle

Musta uraanikuutio painaa yli kaksi kiloa, mutta kokoa sillä on vain viisi kertaa viisi senttiä. Se mahtuisi kämmenelle, jos niin olisi turvallista tehdä.

Koska kuution sisältö on luonnonuraania, sen säteily on heikkoa. Siksi se onkin oivallinen tutkimuskohde Toivosen ryhmälle. Toivosen johtaman työryhmän Tampereella kehittämä laite pystyy havaitsemaan pienenkin säteilymäärän ja nyt sen teho saatiin testiin kuution avulla.

– Kuutio sopi meille hyvin, koska luonnonuraani on pieniaktiivinen ja pystyimme testaamaan, pystymmekö näkemään niin pienet aktiivisuudet. Kyllä pystyimme, Toivonen kertoo.

Mullistavan alfaskannerista tekee se, että laite pystyy kaukaakin paljastamaan, mistä säteily tulee ja tekemään säteilyn nähtäväksi UV-valon avulla.

Radioaktiivisen aineen jäljittämiseen se on todella hyvä työkalu.

Juha Toivonen

Aikaisemmin säteilyn paljastavat laitteet on pitänyt viedä lähelle säteilyä, eivätkä ne ole osanneet näyttää säteilyä tai sen lähdettä, vaan vain mitata, että säteilyä on.

Vakavan ydinonnettomuuden sattuessa alfasäteilyä mittaava laite siis voisi näyttää tarkasti säteilyn alkulähteet ja niin, ettei ihmiselle koituisi vaaraa.

Laite voi tulevaisuudessa olla hyödyksi myös pienemmissä turvallisuustilanteissa ja rikosten selvityksessä.

– Jos joku on luvatta käsitellyt vaarallisia aineita, laitteella voi selvittää, minne aineen jäämiä on jäänyt. Radioaktiivisen aineen jäljittämiseen se on todella hyvä työkalu.

Monikäyttöinen laite

Laitteen viemistä onnettomuuspaikalle harkittiin esimerkiksi Fukushiman onnettomuuden yhteydessä.

Toisena käytännön esimerkkinä laitteen käytettävyysmahdollisuuksista professori Toivonen mainitsee venäläisagentin salamurhan selvitystyön.

Venäjän turvallisuuspalvelun entinen työntekijä, Britanniaan loikannut Aleksandr Litvinenko murhattiin Lontoossa marraskuussa 2006.

Brittiläisten murhatutkijoiden mukaan Litvinenkon teekuppiin oli laitettu erittäin myrkyllistä, radioaktiivista poloniumia. Litvinenko kuoli kolme viikkoa myöhemmin.

Koska polonium lähettää alfasäteilyä, se paljastuu alfaskannerissa.

Lontoossa murhaajat levittivät poloniumia vahingossa ympärilleen pitkin hotellia käsitellessään ainetta. Tampereella kehitetyn alfaskannerin avulla olisi siis voitu tutkia heti, mitkä alueista olivat radioaktiivisen aineen saastuttamia.

Murhan jälkeen niin Iso-Britannia kuin Ranskakin koetti kehittää laitetta, jolla alfasäteilyä voisi helpommin tutkia ja todentaa. Nyt suomalaistutkijat ovat saaneet skannerin kaikkein pisimmälle.

–Työ on todella loppusuoralla, Toivonen toteaa.