Evan Groopman, um físico pesquisador, prepara uma amostra de partícula de urânio microscópica a ser medida no instrumento NAUTILUS no Laboratório de Espectrometria de Massa do Acelerador no Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA em Washington, D.C., 5 de setembro. Crédito:foto da Marinha dos EUA por Nicholas E. M. Pasquini
Pesquisadores do Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA (NRL) projetaram e construíram um instrumento chamado NAUTILUS para fornecer novos recursos de medição, diferentes daqueles disponíveis em outros laboratórios para medir nuclear, cosmo / geoquímico, e materiais eletrônicos.
No final do ano passado, NRL participou de um exercício internacional round-robin, chamado Programa de Avaliação de Medição Interlaboratorial de Assinaturas Nucleares (NUSIMEP-9), patrocinado pela Comissão Europeia (Divisão de Segurança e Segurança Nuclear) para medir amostras microscópicas de partículas com razões de isótopos de urânio "desconhecidas".
"O NRL recebeu recentemente o relatório final do exercício round-robin internacional e descobriu que o Laboratório teve um desempenho muito bom, identificar corretamente todas as composições isotópicas "desconhecidas", "disse David Willingham, um químico pesquisador e chefe da seção de espectrometria de massa do acelerador. "Nesse caso, NRL usou um espectrômetro de massa globalmente exclusivo chamado NAUTILUS para realizar essas medições, como parte da participação da seção de espectrometria de massa do acelerador no exercício de análise de amostra do NUSIMEP-9. "
As amostras de teste NUSIMEP-9 foram preparadas para simular missões de amostragem ambiental / salvaguardas nucleares, como os realizados pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA). O exercício foi conduzido para a Rede de Laboratórios Analíticos da IAEA (NWAL), do qual NRL não é membro; Contudo, A NRL colabora com os laboratórios para desenvolver melhores análises de partículas portadoras de urânio.
Evan Groopman, um físico pesquisador, insere partículas de urânio do Programa de Avaliação de Medição Interlaboratorial de Assinaturas Nucleares (NUSIMEP-9) em uma prancheta de carbono no NAUTILUS para analisar a composição isotópica de urânio no Laboratório de Espectrometria de Massa do Acelerador no Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA em Washington, D.C., 5 de setembro. Crédito:foto da Marinha dos EUA por Nicholas E. M. Pasquini
A AIEA é responsável por impedir a proliferação de armas nucleares, detectando precocemente o uso indevido de material nuclear ou tecnologia, e fornecendo garantias confiáveis de que os estados estão honrando suas obrigações de salvaguardas. A análise de amostras de materiais nucleares e ambientais coletadas por inspetores da AIEA é um componente essencial deste empreendimento.
Vinte e dois outros laboratórios estiveram envolvidos, muitos dos quais realizam esses tipos de medições como sua missão principal (por exemplo, IAEA) com seus instrumentos dedicados exclusivamente a esses tipos de medições.
"O NAUTILUS é muito mais flexível do que este único tipo de medição - nós o usamos para analisar uma ampla variedade de composições de materiais, incluindo nuclear, eletrônico, e materiais extraterrestres, "disse Evan Groopman, um físico pesquisador. "Estamos felizes com os resultados deste exercício porque demonstra que nosso grupo emergente pode construir um novo instrumento para a Marinha e aplicá-lo a uma ampla variedade de problemas, com desempenho tão bom ou melhor do que laboratórios que realizam exclusivamente um único tipo de análise usando instrumentação comercial. "
A pesquisa de David Willingham e Evan Groopman foi destaque na capa do dia 21 de novembro, Edição de 2018 da Analyst por seu artigo intitulado “Direct, não corrigida, análise livre de moléculas de 236U a partir de partículas contendo urânio com NAUTILUS:um novo tipo de espectrômetro de massa. ” . Analista de crédito
Um elemento-chave do sistema de salvaguardas é a inspeção física das instalações nucleares por inspetores da AIEA. Os Estados declaram em detalhes técnicos consideráveis os tipos e quantidades de material nuclear que possuem. Entre outras medidas de verificação, Os inspetores da IAEA podem obter amostras de materiais nucleares de vários pontos do ciclo do combustível nuclear e coletar amostras ambientais passando por superfícies em vários locais durante a realização de uma atividade de verificação.
Essas amostras, que pode ser sólido, líquido, ou forma gasosa, são então sujeitos a análises sofisticadas por cientistas da AIEA. Os cientistas se concentram na composição isotópica de urânio e plutônio contidos nas amostras, desconhecem o país de onde foram obtidos. Os resultados analíticos fornecem uma ferramenta poderosa para apoiar as conclusões quanto à exatidão e integridade das declarações dos Estados sobre materiais nucleares e ajudam a informar a avaliação da AIEA sobre se um Estado está cumprindo com suas obrigações de salvaguardas.
Ao realizar este trabalho, os laboratórios da IAEA coordenam e cooperam com uma rede mais ampla de laboratórios analíticos (NWAL), compreendendo mais 18 laboratórios localizados em nove diferentes Estados Membros da AIEA. O Laboratório de Amostra Ambiental em Seibersdorf, A Áustria recebe e analisa todas as amostras de furto, mas depois compartilha a carga de trabalho analítica com seus parceiros da NWAL.
