Körperscanner Abtasten ohne zu berühren

Jenaer Forscher entwickeln einen Körperscanner, der ohne Strahlenquelle auskommt. Noch kann das Gerät allerdings nicht jede Gefahr erfassen.

© IPHT Jena

Forscher Thorsten May und sein Körperscanner: Die Strahlen werden vom großen Spiegel eingefangen und über den kleineren, zweiten Spiegel in den Detektor gelenkt. Indem der kleine Spiegel gekippt wird, vergrößert sich das Blickfeld des Terahertz-Scanners

Die Treppe hoch, zweimal rechts, und schon blickt man ihm direkt ins Auge. Und er schaut zurück. Dazu nutzt er aber nicht die für Menschen sichtbaren Teile des Lichts, sondern Terahertzstrahlen. Die liegen im elektromagnetischen Spektrum zwischen Infrarot- und Mikrowellen. Mühelos kann er unter die Kleidung sehen und Gegenstände erkennen, die dort nicht hingehören. Neben Pistolen, die bereits Metalldetektoren erkennen, sollen Terahertzscanner auch Keramikklingen oder Sprengstoff finden. Seit dem versuchten Attentat auf ein US-Flugzeug kurz nach Weihnachten sind Körperscanner wieder in der Diskussion.

Die Forscher am Jenaer Institut für Photonische Technologien (IPHT) tüfteln schon seit drei Jahren an so einem Gerät. Das Besondere daran: Es kommt ohne aktive Bestrahlung aus und registriert nur jene Terahertzwellen, die jeder Gegenstand ohnehin ständig abgibt. Das Team um Projektleiter Torsten May hat die Maschine so weit entwickelt, dass sie die Leibesvisitation aus acht Meter Entfernung vornehmen kann. Deshalb haben sie das Gerät auch nicht im engen Labor aufgebaut, sondern im langen Flur.

Für einen Laien ist der mannshohe Apparat kaum als Vertreter der heftig diskutierten Körperscanner zu erkennen. Der Aluminiumspiegel, halber Meter Durchmesser, in dessen Fokus ein weiterer Spiegel sitzt, erinnert eher an einen Forschungssatelliten. Je näher man kommt, umso lauter wird ein rhythmisches Zischen. Ein Mal pro Sekunde, gleich einem Herzschlag, tönt es "Piff, Piff, Piff".

"Das ist der Pulsrohrkühler", sagt May und legt seine Hand auf einen großen roten Zylinder. "Denn hier drin befindet sich der eigentliche Detektor, der muss gut gekühlt werden." Im Grunde sei Terahertzstrahlung eine Wärmestrahlung, je stärker man einen Detektor kühlt, desto kleinere Unterschiede kann er erkennen. Nach diesem Prinzip bauen Astronomen bereits seit Jahren präzise Messapparate; und so kamen die Forscher vom IPHT überhaupt zum Körperscanner.

"Wir sollten für das Apex-Teleskop in Chile einen Terahertzsensor bauen", erzählt der Wissenschaftler. Denn damit können vor allem alte Sterne gut erforscht werden: Aufgrund der Expansion des Kosmos werden die von ihnen ausgesendeten Wellen gedehnt, was die Ur-Sonnen als Infrarotstrahlung losschickten, kommt heute bei den Astronomen als Terahertzwelle an. Als vor gut drei Jahren schon einmal über Körperscanner diskutiert wurde, sahen die IPHT-Forscher, dass sie bereits einen Teil der nötigen Technik besaßen.

May gibt sich bescheiden: "Wenn die Astronomen uns nicht angetrieben hätten, wären wir mit dem Körperscanner noch nicht so weit. Wir sind den Kollegen zu großem Dank verpflichtet." In Wirklichkeit war noch viel zu tun. Der Zwölf-Meter-Spiegel des Originals ließe sich in keinem Abfertigungsterminal unterbringen, der Scanner musste deutlich kleiner werden. Auch die Kühlung sollte wartungsfrei sein, denn das Personal auf Flughäfen ist nicht dafür ausgebildet, flüssiges Helium unter Luftabschluss nachzufüllen. Deshalb hat der IPHT-Scanner auch die pfeifende Pulsrohrkühlung. Nach dem Prinzip eines Kühlschranks wird abwechselnd Luft verdichtet und entspannt, um minus 269 Grad Celsius zu erreichen. Ein zweiter Kühlkreislauf, der eine seltene Sorte von Heliumatomen enthält, senkt die Temperatur auf 0,3 Grad über dem absoluten Nullpunkt.

Ein Dutzend Mitarbeiter und gut eine Million Euro waren nötig, um das jüngste Versuchsgerät zu entwickeln und zum Laufen zu bringen, erzählt Hans-Georg Meyer, Leiter der Abteilung Quantendetektion am IPHT. "Weltweit gibt es nur eine weitere Arbeitsgruppe, die in der passiven Terahertztechnik mit Sensorkühlung so weit ist."