Новости химической науки > Устройство для экспертизы радиоактивных материалов

Исследователи из Канады разработали портативное аналитическое устройство, которое может использоваться экспертами для определения изотопов, которые могут применяться для создания ядерного оружия.

Миниатюризация прибора не влияет на его чувствительность, что позволит экспертам по ядерной безопасности брать его с собой в командировки по инспекции ядерных объектов.

В устройстве, которое разработано усилиями Франсуа Дусе (François Doucet) из Национального Исследовательского Совета Канады, скомбинированы принципы лазер-индуцированной аналитической спектроскопии [laser induced breakdown spectroscopy (LIBS)] и хемометрики (статистический анализ). Новый прибор позволяет с высокой точностью определять соотношение нуклидов урана-235 и урана-238, а также соотношение изотопов дейтерий/протий.

Новый портативный прибор позволяет с высокой точностью определять соотношение нуклидов урана-235 и урана-238, а также соотношение изотопов дейтерий/протий. (Рисунок из J. Anal. At. Spectrom., 2011, DOI: 10.1039/c0ja00199f)

Обогащение урана нуклидом ²³⁵U на 0.7-4.5 процентов может считаться допустимым для использования в гражданской атомной энергетике (в зависимости от типа реактора). Обогащение урана нуклидом ²³⁵U более, чем на 4.5 процента, может вызывать опасения, что такой обогащенный уран планируют применять в качестве оружейного для изготовления ядерного оружия. Дусе отмечает, что для соответствия требованиям МАГАТЭ необходимо создание инструмента достаточно чувствительного и надежного. Исследователь отмечает, что результаты работы его группы демонстрируют возможность разработки коммерчески доступного и портативного детектора, работающего на основе принципе LIBS.

Обычно, говоря об экспертизе, мы представляем судмедэкспертов в белых халатах, работающих среди сложных приборов в лабораториях, оборудованных по последнему слову техники, или людей, собирающих улики на месте преступления, огороженном специальной лентой. Однако некоторым экспертам приходится часто путешествовать. МАГАТЭ отвечает за безопасность, связанную с производством и применением урана, плутония и тория. Главная цель организации МАГАТЭ – предотвращение распространения ядерных материалов и радиоактивных нуклидов. Для решения этой задачи экспертам МАГАТЭ часто приходится путешествовать по различным странам, определяя, не достигнут ли уровень критический уровень обогащения урана.

В настоящее время определение соотношения изотопов в образце делают с помощью гамма-спектроскопии высокого разрешения или методов масс-спектрометрии. К сожалению, миниатюризация этих методов приводит к понижению их точности, также следует отметить, что подготовка образцов к анализу вышеупомянутыми методами представляет собой трудоемкую задачу. В настоящее время инспекторы МАГАТЭ отбирают образцы, которые затем направляют в лаборатории для дальнейшего анализа, что значительно усложняет проведение экспертизы ядерных объектов.

Специалист по экспертизе ядерных объектов из Института Трансурановых Элементов (Германия) Клаус Майер (Klaus Mayer) отмечает, что разработка Дусе позволяет определять содержание изотопов с точностью, сравнимой с точностью лабораторных измерений, что позволяет говорить о том, что новый прибор сможет занять место в арсенале инспекторов по ядерной безопасности.

Источник: J. Anal. At. Spectrom., 2011, DOI: 10.1039/c0ja00199f

метки статьи: #аналитическая химия, #вопросы экологии, #радиохимия и химия высоких энергий, #химическая технология