Antikes Blei für Teilchenphysiker

Eine ungewöhnliche Lieferung haben italienische Teilchenphysiker erhalten. Nicht weniger als 120 Bleibarren aus einem altrömischen Schiffswrack sollen ihnen helfen, einer exotischen Spielart des radioaktiven Zerfalls auf die Spur zu kommen. Nach über zwei Jahrtausenden am Meeresgrund ist die natürliche Radioaktivität des Bleis so stark abgeklungen, dass es sich besonders gut als Abschirmung für die empfindlichen Experimente eignet.

Der höchste Berg des Gran Sasso, der Corno Grande, bringt es auf eine Höhe von 2.912 Metern. Foto: Lucio De Marcellis via Wikimedia.org (Creative Commons Attribution Share-Alike 3.0)

Das Blei stammt aus einem Handelsschiff, das im ersten Jahrhundert vor Christus von Spanien aus in See stach – wahrscheinlich mit Ziel Rom. Wenige Kilometer vor der Küste Sardiniens sank es jedoch ohne nachvollziehbaren Grund. “Der Kapitän dieses Schiffs hätte sich vermutlich nicht träumen lassen, dass das Blei zweitausend Jahre später benutzt werden würde, um mehr über das Universum und die Sterne zu erfahren”, erklärt Roberto Petronzio von der italienischen Kernforschungsgesellschaft INFN.

Das Wrack des 36 Meter langen Schiffs und seine Ladung, darunter rund 2.000 Bleibarren à 33 Kilogramm, waren im Jahr 1988 entdeckt worden. Das INFN hatte sich schon damals einen Teil der Barren gesichert, um diese als Abschirmung zu verwenden. Die jüngste Lieferung ist für das Experiment Cuore vorgesehen, mit dem Physiker nach dem neutrinolosen doppelten Betazerfall fahnden. Sollte sich diese seltene Zerfallsart tatsächlich nachweisen lassen, würde das unter anderem bedeuten, dass Neutrinos als ihre eigenen Antiteilchen fungieren können.

Das Cuore-Experiment wird in einem Labor unter dem Bergmassiv des Gran Sasso durchgeführt, gegen kosmische Strahlung abgeschirmt durch 1.400 Meter massiven Felsgesteins. Das Blei dient wiederum als Abschirmung gegen die natürliche Radioaktivität des Gesteins und muss daher selbst möglichst frei von radioaktiven Isotopen sein. Dazu gehört etwa das Blei-210, das aus dem radioaktiven Zerfall anderer Elemente hervorgeht und wiederum mit einer Halbwertszeit von 22 Jahren zerfällt. Nach der langen Zeit im “Zwischenlager” am Meeresgrund sollte seine Aktivität um den Faktor 100.000 abgeklungen sein, schätzen die Forscher.

Forschung: Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

WWW:
Cuore, INFN
Zerfallsreihe
The Double Beta Decay
The Neutrino and Its Friends

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