Teilchendetektor warnt früher vor Waldbränden

Handliches Gerät erkennt UV-Strahlen von kleinsten Flammen

Genf (Schweiz) - Wo Rauch ist, da ist auch Feuer. Die meisten Brandmelder reagieren daher auf die rußigen Dämpfe und schlagen Alarm. Für ein Frühwarnsystem vor Waldbränden, die alljährlich weite Flächen in den Mittelmeerländern vernichten, wollen Physiker nun die ersten Flammen direkt aufspüren. So könne auch bei Wind ein Brandherd rasch ausgemacht und lange vor einem drohenden Flächenbrand gelöscht werden. Wie die Forscher in einer vorab veröffentlichten Studie berichten, nutzen sie dazu ein Nachweisinstrument aus der Elementarteilchenphysik.

Vladimir Peskov vom Forschungszentrum CERN und sein Kollege Antonio Zichichi vom Enrico Fermi Zentrum in Rom nutzen für ihren Brandwarner die ultravioletten Strahlen, die jede Flamme aussendet. In einer etwa handgroßen Röhre füllten sie dazu den lichtempfindlichen Dampf aus der organischen Substanz Trimethylamonoethyl. Treffen die UV-Strahlen mit Wellenlängen kürzer als 185 Nanometer auf diesen Dampf, erzeugen sie einzelne Elektronen. Mit Hochspannung beschleunigt wird eine ganze Lawine von weiteren Elektronen aus den Atomen des Dampfes herausgeschlagen. Diese Elektronen können nachgewiesen werden. Bisher wird diese Methode für die Analyse der Teilchenkollisionen im ALICE-Experiment im neuen Beschleunigerring "LHC-Large-Hadron-Collider" vorgesehen.

Herausragend ist dabei die Genauigkeit dieses Nachweismethode. So kann der Detektor aus 30 Meter Entfernung noch die Flamme eines Feuerzeugs aufspüren. Damit sei er etwa eintausendmal empfindlicher als alle anderen Nachweisinstrumente, die auf UV-Strahlen reagieren. Zudem erkennt er eine Flamme sehr schnell innerhalb weniger Mikrosekunden. So könnte er beispielsweise kleinste Brände auf Ölplattformen sicher nachweisen. Für ein Warnsystem vor Waldbränden hoffen die Forscher auf eine Massenproduktion, die günstig möglich wäre. Ein enges Netzwerk dieser Detektoren könnte in einer gefährdeten Waldregion installiert werden. Viel schneller als mit Satellitenbildern oder Beobachtungstürmen soll so ein Brandherd entdeckt und bekämpft werden können.