Ученые из Национальной лаборатории Лос-Аламоса (LANL) разработали инновационную методику, позволяющую установить источник незаконных ядерных материалов всего за полчаса. Для ее реализации необходим сравнительно простой инструмент, например, масс-спектрометр, что может кардинально изменить подходы к проверке происхождения материалов, находящихся за пределами регулируемой системы.
По информации, предоставленной Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ), кража или неправильная утилизация способны спровоцировать высвобождение 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.
Для реализации новой методики был задействован обычный масс-спектрометр – прибор, широко применяемый для контроля качества и доступный в химических лабораториях, включая лабораторию LANL. Шесть ученых модифицировали устройство, использующее два лазера, чтобы проводить анализ образцов неизвестной природы. Первый лазер испаряет небольшую порцию образца, формируя облако частиц. После этого второй лазер разделяет эти частицы на более мелкие молекулы, которые затем сортируются по молекулярной массе, что позволяет установить состав исследуемого материала.
Основное достоинство данной методики заключается в возможности не только определять тип ядерного материала, но и устанавливать его изначальное место производства. При изготовлении ядерного топлива на предприятии в него добавляются уникальные химические идентификаторы, аналогичные штрих-коду. Они позволяют проследить путь топлива в случае его утраты или незаконного изъятия. В процессе исследований, проведенных с образцами топлива, предоставленными Национальной лабораторией Ок-Ридж, специалисты не только зафиксировали ожидаемое присутствие молибдена, никеля и вольфрама, но и с высокой степенью достоверности выявили следы циркония и иттрия, которые попали в материал из керамической оболочки, что свидетельствует об эффективности метода.
По словам Ребекки Чемберлен, ученого, принимавшей участие в разработке, новый метод не сможет полностью заменить стандартные судебные экспертизы, однако его оперативность позволит оперативно направить ход расследования и предоставить первоначальные, важные сведения. Кроме того, существует возможность применения данной технологии для анализа источника веществ, образовавшихся после взрыва ядерного оружия, а также для улучшения процессов в горнодобывающей промышленности.