Gemeinsame Forschungsstelle

Atompolizei im weißen Kittel

Teilchendetektoren, Satellitenüberwachung, Lasersensoren, Expertensoftware für exotische Sprachen, Ausbildung von Atominspektoren… Seit einem Vierteljahrhundert unterstützt die Gemeinsame Forschungsstelle der Europäischen Kommission mit ihrer logistischen Erfahrung die internationale Atomenergieorganisation (IAEO), deren Auftrag es ist, gegen die Verbreitung von Kernwaffen vorzugehen.

Versuche mit Nuklearbrennstoffen im Aktinidenlabor. Versuche mit Nuklearbrennstoffen im Aktinidenlabor.
© Institut für Transurane
Das ITU besitzt das einzige Labor, das für die friedliche Erforschung der Aktinide eingesetzt wird. Inspektion der Analysekammer eines Photoelektronenspektrometers. Das ITU besitzt das einzige Labor, das für die friedliche Erforschung der Aktinide eingesetzt wird. Inspektion der Analysekammer eines Photoelektronenspektrometers.
© Institut für Transurane
Entgegennahme von Proben in der Abschirmkammer der IAEO-Labors in Seibersdorf (AU). Entgegennahme von Proben in der Abschirmkammer der IAEO-Labors in Seibersdorf (AU).
© Dean Calma/IAEA
Messung der Radioaktivität im Gelände in Georgien (2002). Messung der Radioaktivität im Gelände in Georgien (2002).
© Petr Pavlicek/IAEA

Der 1968 von den Vereinten Nationen verabschiedete Atom - waffensperrvertrag soll die Abrüstung fördern, erkennt aber gleichzeitig das Recht der Nationen an, Kernkraft für friedliche Zwecke zu nutzen. Unter diesem Abkommen ist die überragende Mehrheit der Staaten der ganzen Erde vereint. Es fehlen aber einige Schwergewichte: vor allem die Atommächte Indien, Pakistan und Israel. Auch Nordkorea, das im Oktober 2006 einen unterirdischen Atomversuch durchführte, lehnte 2003 die Unterzeichnung des Vertrags ab. Und der Iran, der sich weigert, die Urananreicherung einzustellen, verwies die Inspektoren der Internationalen Atomenergie - organisation (IAEO) des Landes. Ihre Aufgabe ist die Überwachung der weltweiten atomaren Aktivitäten, die Rüstungszwecken dienen könnte.

Die in Wien ansässige Behörde beschäftigt über 2 200 Personen aus 90 Ländern und feiert am 29. Juli 2007 ihr 50jähriges Bestehen. Jedes Jahr führen 250 Inspektoren rund 10 000 Besuche in 900 Anlagen in 71 Ländern durch. Ziel dieser Inspektionen ist es, alle geheimen Rüstungs - programme aufzuspüren und gegen den illegalen Handel mit radioaktivem Material vorzugehen, das für militärische und zivile Zwecke eingesetzt werden kann – das sind vor allem Uran, Plutonium und Thorium. Im Jahr 2005 wurden die Behörde und ihr Leiter, der Ägypter Mohamed El Baradei, vor dem Hintergrund steigender Spannungen für ihre Bemühungen mit dem Friedensnobelpreis ausgezeichnet. „Unsere Prüfungsmission steht unentwegt unter Druck“, stellt Olli Heinonen, stellvertretender Leiter der IAEO und Chef der für die Umsetzung des Atomwaffensperrvertrags verant wortlichen Abteilung, fest. „Der Zugang zu Bildung und wissenschaftlichen Erkenntnissen und die sinkenden Technologiekosten machen die Kernwaffenoption in einigen Spannungsgebieten attraktiver.“

Die wichtigsten Aufgaben der Gemeinsamen Forschungsstelle

Um ihrer Aufgabe gerecht zu werden, benötigen die Inspektoren neueste Hightech-Mittel und eine ständig aktualisierte Ausbildung. Um beide Voraussetzungen zu erfüllen, ist die IAEO auf diesbezügliche Anstrengungen der Unterzeichnerstaaten angewiesen. Die Europäische Union unterstützt die Behörde mit etwa sechs Millionen Euro im Jahr, indem sie vor allem speziell durch ihre Gemeinsame Forschungsstelle (GFS) entwickelte wissenschaftliche und technologische Dienste bereitstellt.

„Die verschiedenen Institute der GFS spielen seit 1981 eine entscheidende Rolle für den Betrieb der Behörde“, erklärt Olli Heinonen. Von der Ausbildung der Inspektoren über die Entwicklung von Informationssoftware im Internet oder Satellitenüberwachung bis hin zu Laboranalysetechniken unterstützen rund hundert Forscher und Techniker der GFS die Arbeit der IAEO in 25 Bereichen.

Das Institut für Transurane (ITU) in Karlsruhe (DE) etwa unterstützt die Inspektoren der IAEO. Das mit elektrischen Sicherheitszäunen umgebene Institut beherbergt das einzige Labor für die Erforschung von Aktiniden, einer Reihe radioaktiver Elemente, zu denen Uran, Plutonium und Thorium gehören. Ausgestattet mit Elektronenmikroskopen, abgeschirmten Behältern, Massenspektro - metern und anderen Geräten für die Analyse von Radionukleiden beherrschen die Detektive im weißen Kittel die Analyse der von den Inspektoren gewonnenen Proben bis ins Detail. Bereits 1990 wurde ein Laborroboter entwickelt, der die notwendigen hochpräzisen Analysen, wie z. B. die chemische Trennung von Uran und Plutonium, automatisiert. Dadurch wird nicht nur sehr viel Zeit gespart, die Forscher sind dadurch auch weniger Radioaktivität ausgesetzt.

Auswertung radioaktiver Fingerabdrücke

Eine der Techniken besteht z. B. darin, ein Element einer Probe zu verdampfen, um die daraus resultierenden Dämpfe durch Vergleich ihrer Zusammensetzung mit den Referenzmaterialien zu untersuchen. Bei einem anderen, besonders effizienten Verfahren wird den Inspektoren ein Baumwollgewebe zur Verfügung gestellt, das speziell dafür konzipiert ist, Milliarden von Partikeln aufzunehmen, die auch in den geringsten Staubablagerungen einer Anlage zu finden sind. Mithilfe der Massenspektro - metrie isolieren die Forscher des ITU kleinste radioaktive Teilchen und bestimmen die isotopische Zusammensetzung der Uranpartikel. „Jegliche nukleare Aktivität hinterlässt Spuren“, erklärt Klaus Mayer, Leiter des Labors. „Jedes Element eines technischen Verfahrens entspricht einem Fingerabdruck voller Informationen über das Produktions - verfahren und sogar über die mögliche Verwendung. Ebenso wie ein Polizeilabor eine Vielzahl von Indizien analysiert, um einen Kriminalfall aufzuklären (Haare, Fingerab - drücke, Sprengstoffspuren, Fasern, usw.), analysieren wir sorgfältig die Zusammensetzung des Isotops, Verunreinigungen, seine makroskopische Erscheinungsform und die Mikro - struktur eines jeden vorliegenden Elements. Unsere äußerst leistungsfähigen Werkzeuge erkennen den Ursprung und die beabsichtigte Verwendung des von den Inspektoren beschlagnahmten Materials. Einige an einem Standort aufgenommene Partikel erlauben uns bisweilen, mehrere Jahre zurückzuverfolgen.“ Die Spürhunde des ITU haben seit den 90er Jahren rund dreißig Fälle von Kernmaterialschmuggel aufgedeckt. Sie haben es 1994 z. B. geschafft, am Flughafen München Plutonium in einem Aktenkoffer auszumachen. Im gleichen Jahr wurden mehrere Pastillen nuklearen Brennstoffs sowie ein kleiner Zylinder aus 99,7% reinem Plutonium analysiert, der bei einer Razzia gegen Geldfälscher beschlagnahmt wurde.

Referenzmaterialien

Ein anderer Standort der GFS, das Institut für Referenzmaterialien und Referenzmessungen (IRMM) in Geel (BE), ist ein weiterer Akteur der europäischen Zusammenarbeit mit der IAEO. Dieses Institut beschäftigt sich mit der Qualitätskontrolle bei den Nuklearmessungen in den europäischen und außereuropäischen Labors. Hierbei handelt es sich um eine wichtige Aktivität, um die Vergleichbarkeit der Messergebnisse zu gewährleisten. Das IRMM hat auch „Normen“ entwickelt, die bei den Analysen von nuklearem Material als Vergleichsskalen eingesetzt werden.

Die dritte europäische Einrichtung, das Institut für Schutz und Sicherheit des Bürgers, befindet sich in Ispra (IT) und hat zahlreiche Hilfsmittel entwickelt, die etwa zur Schulung der Inspektoren oder zur Überwachung ihrer Mission in der Russischen Föderation dienen. Dieses Institut führt auch Tests an transportfähigem Material durch, das die Inspektoren der IAEO mitunter auch unter extremen Betriebsbedingungen einsetzen.

Inspektor Roboter

Das Institut hat ein Prüfsystem für komplexe Installationen entwickelt, das unter Einsatz der Lasertechnologie für Entfernungsmessungen die herkömmliche Methode der Bestandsaufnahme verbessert. Videoaufnahmen oder klassische Fotografien sind nicht präzise genug, um Veränderungen an kleineren, schlecht beleuchteten oder selbst gut verborgenen Orten erkennen zu können. Doch die Inspektoren müssen jede Veränderung an einem nuklearen Hochsicherheitssystem ausfindig machen können, die sich als kritisch erweisen oder sogar auf ein illegales Programm hindeuten könnte.

Dieses Lasersystem ist mit zahlreichen Sensoren ausgestattet und kann ein millimetergenaues, dreidimensionales Modell eines Rohrsystems, eines Reservetanks, einer Maschinenhalle oder eines ganzen Gebäudes erstellen. Wenn diese Abtastungen regelmäßig durchgeführt und die Bilder übereinandergelegt werden, lassen sich Veränderungen an einer Anlage automatisch erkennen.

„Warum wurde der Durchmesser dieses Rohres verändert? Können Sie diese Änderungen dokumentieren? Die kleinste nicht gemeldete Änderung weckt die Neugier der Inspektoren“, erklärt Willem Janssens, Leiter der Abteilung für nukleare Sicherheit bei der GFS.

Im Jahr 2006 wurde dieses System in der gigantischen Wiederaufbereitungsanlage im japanischen Rokkasho-mura installiert (38 Gebäude, 1 700 Kilometer Rohrleitungen). Die GFS hat bereits viele Erfahrungen in den Wiederaufbereitungsanlagen von La Hague (FR) und Sellafield (UK) gesammelt und unterstützt auch den Überwachungsauftrag der IAEO in diesem riesigen Komplex. Europa hat an diesem Standort auch einen wesentlichen Beitrag zum Aufbau eines Labors für analytische Messung und Kontrolle geleistet.

Auf der Suche nach Informationen

Das Konzept der nuklearen Sicherheit hat sich in den letzten Jahren deutlich verändert. Grund hierfür waren die Entdeckung eines geheimen Atomprogramms im Irak (1991), die Zerschlagung von kriminellen Netzen, denen auch europäische Unternehmer angehörten, sowie der blühende Schmuggel nach dem Zusammenbruch des Sowjetregimes. In dem Versuch, die Kontrollmechanismen diesen neuen kriminellen Machenschaften anzupassen, hat die IAEO 1997 ein zusätzliches Protokoll verabschiedet, das zehn Jahre danach in 78 Staaten gilt, darunter die 27 Mitgliedstaaten der EU. Dieses Protokoll erweitert die Ermittlungsbefugnisse der Inspektoren beträchtlich, denn sie können von an den Informationsfluss in Bezug auf potenziell verbotene kerntechnische Aktivitäten überwachen.

Hierfür bildet die Nachrichtensuchmaschine Europe Media Monitor (EMM), die ebenfalls von der GFS entwickelt wurde, ein einzigartiges Hilfsmittel zur Sichtung von Informationen weltweit auf diesem heiklen Gebiet (1). EMM analysiert rund um die Uhr die Presseaktivitäten von 800 Websites und 25 Press eagenturen in 30 Sprachen, einschließlich Farsi. Das Programm sammelt, indiziert und analysiert sowohl Presseartikel als auch zahlreiche Spezial - berichte. Diese Informationen werden oftmals noch durch online verfügbare Satellitenfotos ergänzt. Filter verknüpfen die Informationen, werten sie hinsichtlich ihres Interesses aus und erfassen zusätzliche Analysehilfsmittel, wie Satellitenbilder. Im Kampf gegen illegale Machenschaften gibt es keine bessere Strategie als alles zu wissen.

  1. Mit etwa 10 000 Schlüsselwörtern bietet EMM eine umfassende Informationsdatenbank in zahlreichen Gebieten: dazu gehören Politik, Gesellschaft, Wirtschaft, Technologie und Wissenschaft. Die Website wird von etwa 20 000 aktiven Benutzern konsultiert. Sie liefert täglich 25 000 Artikel und versendet rund 4 000 Benachrichtigungen täglich per E-Mail.
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Mehr Einzelheiten

Inspektorenweiterbildung

Wenn die 250 Inspektoren der IAEO sicherstellen wollen, dass die Staaten ihren Verpflichtungen im Rahmen des Atomwaffensperrvertrags nachkommen, müssen sie die modernsten Techniken und Ausrüstungen kennen, präzise Analysen durchführen und mit extrem komplexen Informationen und Daten umgehen können.

Zur Unterstützung dieser Aufgabe der IAEO hat das Institut für Schutz und Sicherheit des Bürgers der GFS unter Einbeziehung aller hohen Verantwortlichen für nukleare Sicherheit der EU 2005 das Internetportal Surveillance and Information Retrieval entwickelt und verwaltet es seitdem. Dieses Portal befasst sich mit den technischen Systemen und Neuerungen auf dem Gebiet der nuklearen Sicherheit (3D-Ansicht, integrierte Kontrollen aus der Ferne, Sicherung des Informationsaustauschs zwischen Aufsichtsorganen, Suche nach Informationen).

Seit vielen Jahren bietet die GFS auch den Inspektoren der IAEO Schulungen auf höchstem Niveau an. Ihr Generaldirektor Roland Schenkel macht noch einmal deutlich, dass derzeit „Weiterbildungsmaßnahmen zur Erweiterung der Kenntnisse über sensitive Anlagen, Waffenschmuggel und radioaktive Stoffe, Analysetechniken und Kenntnisse für Entscheidungen über den Standort von Atomkraftwerken“ erforderlich sind. Eine neue Bildungsmaßnahme ermöglicht ebenfalls die Perfektionierung der Beobachtungs- und Untersuchungsfähigkeiten der Inspektoren der IAEO, damit diese in die Lage versetzt werden, illegale Aktivitäten zu ermitteln.

Die Kurse der GFS, die das gesamte Spektrum der nuklearen Sicherheit abdecken, sind jedoch nicht nur für diese Organisation vorgesehen. Einige der Schulungen wenden sich an offizielle nationale oder internationale Organe, wie z. B. Europol und Interpol, an Zoll- und Sicherheitsbeamte. Hier können diese sich das notwendige Wissen für die Verhütung und den Schutz sowie für Aufkärungs- und Identifizierungstechniken aneignen.



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