Könnte die Kraft der kosmischen Strahlung eine neue Möglichkeit zur Suche nach Strukturdefekten bieten?

Eine Illustration, wie sich Myonen durch die Atmosphäre bewegen. (Bild: GScan)

Das Unternehmen heißt GScan und ist davon überzeugt, dass es die Chance hat, den Bereich 3D-Scannen und -Modellieren im Bauwesen aufzumischen.

Der Prozess basiert auf Myonen – Elementarteilchen und subatomare Teilchen ähnlich den Elektronen – die in der Lage sind, das zu durchdringen, was der Mensch als feste Objekte wahrnimmt.

Der CEO des Unternehmens und einer seiner ersten Investoren, Marek Helm, sprach mit Construction Briefing über die futuristisch klingende Technologie und warf einen Blick in die Zukunft von GScan, das nun in der Baubranche Fuß fasst.

Mehr zur Myonenfluss-Technologie von GScan

„Schämen Sie sich nicht!“, sagte Helm zu diesem Redakteur, der im Gespräch mit dem Hightech-Verfahren Schwierigkeiten hatte. „Ich wusste vorher auch nicht, was Myonen sind.“

Ein ehemaliges Bauwerk der Sowjetunion in Paldiski, Estland. (Bild: Adobe Stock)

GScan wurde 2018 gegründet und Helm trat dem Unternehmen 2021 als Investor und Aufsichtsratsmitglied bei. Seitdem hatte er reichlich Zeit, sich mit diesem, wie er es nennt, revolutionären Produkt auseinanderzusetzen und hat sich einen Namen darin gemacht, es für die breite Öffentlichkeit zu übersetzen.

„Das ist keine Science-Fiction, das ist Wissenschaft“, versicherte Helm. „Aber um es in menschlicher Sprache auszudrücken: Myonen sind kleine kosmische Teilchen, die 15 km über dem Meeresspiegel entstehen und mit Lichtgeschwindigkeit bis zum Boden vordringen.“

Helm sagte, die Partikel schweben mit 2,2 Mikrosekunden pro Lebenszeit von einer Million Partikeln durch die Atmosphäre und in die Erde. „Das heißt, pro 1 ^m2 pro Minute durchdringen 10.000 Myonpartikel Ihren Körper“, fügte Helm hinzu.

Er fügte hinzu, dass GScan Hardware und Software entwickelt habe, die Myonen erfassen und analysieren können, die durch feste Objekte gereist sind. Die Analyse, so Helm, liefere Informationen darüber, was sich im Inneren dieser Objekte befinde.

Illustration der GScan-Methode beim Restaurierungsprojekt der Atom-U-Boot-Basis in Paldiski, Estland. (Bild: GScan)

„Grundsätzlich passieren Myonen den oberen Scanner, dann ‚fangen‘ wir dieselben Myonen auf der unteren Ebene des Detektors ein“, erklärte Helm.

Mithilfe der Technologie von GScan lässt sich ermitteln, wie sich die Myonen während ihrer Reise zerstreuten oder ihre Flugbahn veränderten. Dadurch können Ingenieure auf der Grundlage der subatomaren Daten ein Modell des gescannten Objekts erstellen.

„Wir haben eine Karte oder eine Partikelwurzel, und wir können Software zeichnen, die diese Streuwinkel zurückverfolgt, und dadurch können wir das Bild erstellen.“

Ursprünglich wurde die Myonenflusstechnologie von GScan durch das Scannen von Schiffscontainern genutzt, insbesondere von solchen, die internationale Grenzen passieren. Doch inzwischen hat das Team auch solide Anwendungen in Bau-, Infrastruktur- und Tiefbauprojekten realisiert.

Wie GScan den Myonenfluss in Bauanwendungen nutzt

Helm erklärte gegenüber Construction Briefing , dass die Myonendaten Aufschluss darüber geben könnten, welche Teile eines Objekts (Beton, Metall, Erde) ausmachen und dass sie bei der Feststellung helfen könnten, ob Korrosion oder Lücken vorhanden sind.

Helm sagte, dass Brücken und zivile Infrastruktur ideale Anwendungsgebiete für die Technologie seien. „Das wird die Welt des Bauingenieurwesens grundlegend verändern“, sagte er.

Er fuhr fort: „An jeder Stelle, zum Beispiel tief im Inneren einer Brücke, messen wir Punkte und können zurückgehen und die chemische Zusammensetzung aller Materialien an dieser Stelle verstehen und messen. Wir können feststellen, ob eine Krone fehlt oder ob es einen Hohlraum gab.“

GScan arbeitet daran, mithilfe des Myonenflusses eine Windmühle zu scannen. (Bild: GScan)

Ein höchst einzigartiges Projekt, an dem GScan arbeitete, war ein Sanierungsprojekt in einem ehemaligen sowjetischen Ausbildungszentrum für Atom-U-Boote in Paldiski, Estland. Das Atom-U-Boot-Zentrum war einst das größte seiner Art auf der Welt.

„Vor dreißig Jahren zogen die russischen Truppen ab. Zuvor hatten sie den gesamten Atommüll darin verstaut und mit Beton gefüllt“, erklärte Helm. „Und die [estnische] Regierung hatte keine Ahnung, wo sich die Reaktoren befinden, welche Abfälle dort sind usw.

„Wir platzieren unsere Scanner unter den [Atom-]Sarkophagen und schneiden sie mit einer Auflösung von einem Millimeter in Scheiben, wodurch wir ein exaktes 3D-Bild erhalten.“

Helm sagte, dass die mit der Reinigung des Geländes beauftragten Abbruch- und Recyclingexperten mithilfe dieser Informationen fundiertere und sicherere Entscheidungen treffen konnten.

Was kommt als Nächstes für GScan und Myonenfluss?

GScan war einer der acht Finalisten im Cemex Ventures Startup-Wettbewerb bei Trimble Dimensions 2024, das Unternehmen verpasste jedoch knapp eine Medaille.

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Helm räumte ein, dass der US-Markt (auf dem Dimensions jährlich stattfindet) aufgrund seiner Größe wahrscheinlich nicht zu den nächsten Märkten gehören wird, auf denen GScan tätig werden wird, sagte jedoch, dass sie Gespräche mit der britischen Autobahnbehörde führen, mit der GScan in der Vergangenheit zusammengearbeitet hat (das Unternehmen hat ein Büro in Cambridge, England). Er sagte, dass es auch in Deutschland Möglichkeiten geben könnte, wo das Unternehmen ebenfalls eine Niederlassung in München eröffnet hat.

Marek Helm, CEO von GScan

Helm sagte, GScan gehe die Expansion langsam, aber sicher an, da er erkannt habe, dass es schwierig sein könne, in das Segment der zivilen Infrastrukturtechnologie vorzudringen.

„Die Welt des Bauingenieurwesens ist sehr konservativ. Jeder will testen und validieren“, sagte er. „Und wir sagen nicht, dass wir aktuelle Technologien ersetzen; wir fügen diesen vorhandenen Werkzeugen nur einen sehr wertvollen Datensatz hinzu.“