La création d'un nouvel instrument capable de détecter des traces d'uranium et d'autres matériaux sera au centre d'un nouveau partenariat de recherche dirigé par des scientifiques de la Colorado State University.

Le partenariat, dirigé à la CSU par la professeure distinguée de l'Université Carmen Menoni du Département de génie électrique et informatique, est soutenu par le Domestic Nuclear Detection Office du Département de la sécurité intérieure des États-Unis dans le cadre de son programme Nuclear Forensics Research Award (NFRA).

En collaboration avec des chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory, Menoni supervisera la conception et la mise en œuvre d'un spectromètre de masse hautement sensible capable de détecter seulement quelques atomes d'uranium à la fois. L'instrument permettra également une imagerie à l'échelle nanométrique du contenu isotopique d'échantillons solides, en trois dimensions. Un tel outil pourrait ouvrir la voie à de nouvelles capacités en criminalistique nucléaire, pour soutenir les efforts de lutte contre le terrorisme nucléaire du gouvernement américain.

Le prix de criminalistique nucléaire amènera Lydia Rush, scientifique du Pacific Northwest National Laboratory, à la CSU en tant que doctorante. étudiant dans le laboratoire de Menoni. La collaboration impliquera la formation de Rush et d'autres étudiants aux techniques de pointe, imagerie spectrale de masse au laser et médecine légale.

Technologie existante, sensibilité sans précédent

"Le nouvel instrument que nous allons construire va être beaucoup plus sensible que notre génération précédente, instrument de spectrométrie de masse à temps de vol ultraviolet extrême, " a déclaré Menoni. " Il utilisera un secteur magnétique pour identifier l'uranium, le thorium et leurs isotopes à une concentration de quelques parties par million."

La technologie d'imagerie offre une sensibilité et une résolution spatiale sans précédent car elle utilise un laser ultraviolet extrême pour l'ablation et l'ionisation. Ce laser compact est une innovation du laboratoire du professeur distingué de l'université Jorge Rocca.

Le processus d'ablation au laser crée un panache d'atomes et de molécules ionisés, que le détecteur lit à l'intérieur d'une chambre à vide. Un ensemble de plaques spéciales permet aux scientifiques d'extraire et de détecter les ions de l'échantillon, identifier l'uranium (ou d'autres éléments) en déterminant sa signature ionique unique, comme une empreinte digitale.

L'identification de quantités infimes de divers composés a son utilité dans la sécurité nationale, mais pourrait également s'appliquer à tout procédé nécessitant l'identification de très petites quantités de molécules.