Тайна ядерного топлива тает на глазах: анализ, который раньше занимал недели, сжался до минут

Незаконный оборот ядерных материалов остаётся одной из самых чувствительных угроз глобальной безопасности, и скорость их идентификации зачастую играет решающую роль. Учёные предложили технологию, способную за полчаса дать первые ответы о происхождении опасных веществ, которые раньше требовали дней и недель сложных экспертиз. Об этом сообщает портал New-Science.ru со ссылкой на исследования Национальной лаборатории в Лос-Аламосе.

Почему проблема стала острее

По данным Международного агентства по атомной энергии, ядерные и радиоактивные материалы регулярно выходят из-под нормативного контроля. Причинами становятся хищения, утраты или ненадлежащая утилизация. Только в 2024 году в МАГАТЭ зарегистрировали 124 подобных инцидента, причём как минимум три случая были связаны с торговлей или злонамеренным использованием.

Такая статистика подчёркивает необходимость быстрых и надёжных методов анализа. В реальных расследованиях время критично: чем раньше определён источник материала, тем выше шансы пресечь незаконные цепочки поставок и предотвратить повторные инциденты.

Как работает новый метод

Команда из шести исследователей LANL адаптировала стандартный масс-спектрометр — прибор, который обычно используется для контроля качества и имеется в химических лабораториях. В доработанной схеме применяются два лазера. Первый испаряет часть образца, формируя облако частиц, а второй расщепляет их на более мелкие молекулы.

Далее эти молекулы сортируются по массе, что позволяет детально определить химический состав материала. В отличие от традиционных подходов, метод даёт результат примерно за 30 минут, не требуя сложного и редкого оборудования.

Определение "штрих-кода" топлива

Ключевым преимуществом технологии стала возможность установить не только тип ядерного материала, но и его происхождение. При производстве ядерного топлива на предприятиях в него вводятся уникальные химические маркеры, которые можно сравнить со своеобразным штрих-кодом.

Во время экспериментов с образцами топлива известного происхождения из Национальной лаборатории Ок-Ридж учёные подтвердили наличие ожидаемых элементов — молибдена, никеля и вольфрама. Кроме того, с высокой точностью были выявлены следы циркония и иттрия, попавшие в материал из керамического контейнера, что подтвердило чувствительность метода.

Роль технологии в расследованиях

Исследователи подчёркивают, что новая методика не отменяет классические судебные экспертизы, но существенно ускоряет начальный этап анализа.

"Метод не заменит полностью традиционные судебные экспертизы, но его высокая скорость способна быстро направить расследование по верному пути, предоставив первые ключевые подсказки", — отметила учёный Национальной лаборатории в Лос-Аламосе Ребекка Чемберлен.

В перспективе технологию планируют применять не только для отслеживания утраченных или похищенных материалов, но и для анализа происхождения веществ после детонации ядерного устройства, а также для совершенствования процессов в горнодобывающей отрасли.