Ученые сократили до 30 минут определение происхождения ядерных материалов

Учёные Национальной лаборатории Лос-Аламоса (LANL) разработали метод, позволяющий всего за полчаса установить происхождение ядерных материалов, оказавшихся вне нормативного контроля. Для анализа используется сравнительно простой прибор — масс-спектрометр, что может существенно изменить подход к расследованию подобных инцидентов.

Актуальность разработки связана с ростом числа случаев утраты и незаконного оборота ядерных и радиоактивных веществ. По данным Международного агентства по атомной энергии, только в 2024 году было зафиксировано 124 инцидента, связанных с выходом таких материалов из-под регулирования, причём как минимум три случая имели признаки торговли или злонамеренного использования. В этих условиях быстрая идентификация источника становится критически важной.

Новый метод основан на доработке стандартного масс-спектрометра, который обычно применяется для контроля качества в химических лабораториях. Команда из шести специалистов LANL адаптировала устройство, оснастив его системой из двух лазеров. Первый лазер испаряет небольшую часть образца, формируя облако частиц, а второй расщепляет их на более мелкие фрагменты. После этого частицы сортируются по молекулярной массе, что позволяет точно определить химический состав материала.

Ключевым преимуществом технологии является возможность не только идентифицировать ядерный материал, но и установить его происхождение. При производстве ядерного топлива на предприятиях в него добавляются уникальные химические «метки», своего рода молекулярный штрих-код. Именно по этим следам учёные могут определить источник материала в случае его утраты или хищения.

Эффективность метода была подтверждена в экспериментах с образцами топлива известного происхождения из Национальной лаборатории Ок-Ридж. Анализ выявил ожидаемое присутствие молибдена, никеля и вольфрама, а также с высокой точностью зафиксировал следы циркония и иттрия, попавшие в материал из керамического контейнера. Это показало, что технология способна улавливать даже минимальные примеси.

Как отметила исследователь LANL Ребекка Чемберлен, новая методика не предназначена для полной замены традиционных судебных экспертиз. Однако её высокая скорость позволяет оперативно получить первые ключевые данные и направить расследование в нужное русло. В перспективе технология может применяться и для анализа материалов после ядерных детонаций, а также для улучшения практик контроля в горнодобывающей промышленности, пишет источник.