Ученые сократили до 30 минут время определения происхождения ядерных материалов
Исследователи из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (LANL) представили новый метод, который способен всего за 30 минут определить происхождение незаконных ядерных материалов. Для этого требуется относительно простой прибор, такой как масс-спектрометр, что может революционизировать процедуры расследования происхождения материалов, оказавшихся вне нормативного контроля.
Согласно данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), хищения или ненадлежащая утилизация могут привести к выходу ядерных и радиоактивных материалов из-под регулирования. Только в 2024 году в МАГАТЭ сообщили о 124 подобных инцидентах, из которых как минимум три были связаны с торговлей или злонамеренным использованием. Необходимость в оперативных методах анализа становится все более актуальной.
Новый подход использует стандартный масс-спектрометр, прибор для контроля качества, который имеется в химической лаборатории LANL. Команда из шести исследователей адаптировала устройство, использующее два лазера, для тестирования образцов неизвестного происхождения. Первый лазер испаряет часть образца, создавая облако частиц. Затем второй лазер расщепляет эти частицы на более мелкие молекулы, которые сортируются по молекулярной массе, что позволяет определить состав материала.
Ключевым преимуществом метода является способность не только идентифицировать ядерный материал, но и указать на его происхождение. При синтезе ядерного топлива на предприятии в него вводятся уникальные химические метки, подобные штрих-коду. Эти метки помогают отследить источник топлива в случае его хищения или потери. В ходе экспериментов с заведомо известными образцами топлива из Национальной лаборатории Ок-Ридж ученые не только подтвердили ожидаемое наличие молибдена, никеля и вольфрама, но и с высокой точностью обнаружили следы циркония и иттрия, попавшие в материал из керамического контейнера, что доказывает эффективность метода.
Как отметила участвовавшая в работе учёный LANL Ребекка Чемберлен, метод не заменит полностью традиционные судебные экспертизы, но его высокая скорость способна быстро направить расследование по верному пути, предоставив первые ключевые подсказки. Потенциально эта технология также может быть использована для анализа происхождения материалов после детонации ядерного устройства и для совершенствования практик в горнодобывающей отрасли.