Cela peut prendre un village pour élever un enfant, selon le vieux proverbe, mais il faut toute une équipe de scientifiques et d'ingénieurs hautement qualifiés pour installer et exploiter un système de pointe, microsonde ionique exceptionnellement complexe. Demandez à Julie Smith, un scientifique en sécurité nucléaire au laboratoire national d'Oak Ridge du ministère de l'Énergie.

Smith est membre du groupe Nuclear Security Advanced Technologies du Ultra-Trace Forensic Science Center, où elle travaille avec le nouveau spectromètre de masse à ions secondaires nanométriques de l'ORNL, ou NanoSIMS, un instrument d'imagerie puissant qui sera utilisé pour analyser les matériaux du cycle du combustible nucléaire pour le DOE et la National Nuclear Security Administration.

Les NanoSIMS se distinguent des autres spectromètres de masse à ions secondaires par leur résolution submicronique, qui permet aux chercheurs d'examiner les relations spatiales de différents éléments et isotopes jusqu'à 50 nanomètres, moins d'un millième de la largeur d'un cheveu humain moyen. Cette formidable puissance permet aux chercheurs d'effectuer des analyses ultrafines dans des domaines comme la biochimie, géosciences et matériaux avancés et acquérir une meilleure compréhension des interactions chimiques à l'échelle nanométrique.

"C'est plutôt cool quand vous regardez différents ions distribués à travers un matériau, que ce soit du solide, échantillon biologique ou géologique, " Smith a déclaré. " L'échelle avec laquelle vous pouvez le regarder est tout simplement fantastique. "

Smith et ses collègues sont actuellement en phase de mise en service et de validation de l'instrument, qui est au laboratoire depuis moins d'un an. Il existe environ une douzaine d'instruments NanoSIMS aux États-Unis et seulement trois dans le système de laboratoire national. Le NanoSIMS de l'ORNL sera le seul principalement dédié à l'étude du cycle du combustible nucléaire.

"Je pense que le NanoSIMS s'intégrera dans d'autres techniques déjà disponibles ici à l'ORNL, " Smith a déclaré. "Nous serons en mesure d'utiliser le NanoSIMS pour répondre à des questions scientifiques très spécifiques qui nécessitent une résolution à l'échelle nanométrique. "

Smith a été formé à l'origine en tant que géologue et a travaillé en géochronologie, déterminer l'âge des formations rocheuses, et cosmochimie, étudier les météorites et d'autres échantillons de l'espace pour comprendre l'histoire du système solaire et de la galaxie.

Elle a d'abord utilisé un instrument SIMS pendant ses travaux de doctorat, quand elle a utilisé la technologie pour dater des roches vieilles de plus de trois milliards d'années. Après avoir obtenu son diplôme, elle a travaillé pour un certain nombre d'entreprises privées et a continué à utiliser la technique SIMS sur une variété de matériaux, de la matière géologique et biologique aux semi-conducteurs et aux échantillons de criminalistique nucléaire.

Smith a rencontré le NanoSIMS il y a plus de dix ans alors qu'il travaillait au Lawrence Livermore National Laboratory et a été captivé par la capacité de l'instrument à franchir la barrière de résolution du micron. Lorsqu'elle a découvert que l'ORNL obtenait un NanoSIMS, elle a sauté sur l'occasion pour entrer au rez-de-chaussée avec un modèle mis à jour qu'elle n'avait jamais utilisé auparavant.

"NanoSIMS a toujours été mon type d'instrument SIMS préféré, " a-t-elle déclaré. " J'étais vraiment enthousiasmée par l'opportunité de venir travailler avec ce groupe, utiliser le NanoSIMS et créer un nouveau laboratoire."

ORNL est un bon ajustement pour le NanoSIMS, Smith a dit, car il dispose à la fois des installations et des personnes nécessaires pour mettre en place et entretenir l'unique, instrument sensible. Il faut normalement plus de deux ans à compter de la commande pour livrer et installer un NanoSIMS, mais grâce au vaste réseau de soutien de l'ORNL, le calendrier a été considérablement accéléré et réduit ce temps de moitié.

"La collaboration au sein de l'ORNL a été excellente au sein de mon groupe et entre les directions, " Smith a dit. " Cela a rendu les choses beaucoup plus faciles, parce que d'autres personnes viendraient aider en fournissant du matériel, des conseils ou du matériel supplémentaire, afin que je puisse me concentrer sur la science au sein de mon laboratoire. »

En tant que nouveau venu à l'ORNL, Smith était ravi de trouver une atmosphère de collaboration au laboratoire et que tant d'autres chercheurs étaient prêts à tendre la main et à créer une connexion personnelle pendant le processus d'installation.

"Je pense que tout le monde ici a une attitude vraiment positive, et qui favorise le succès, " dit-elle. " Les gens ici aiment voir les autres réussir aussi bien qu'eux-mêmes. "

Smith a déclaré qu'elle avait beaucoup appris de la variété des recherches qu'elle avait menées dans les secteurs privé et public. Elle conseille aux scientifiques de tous niveaux d'expérience de s'adapter pour utiliser les ressources disponibles et de rester flexibles sur leur stratégie scientifique. Vous pourriez être passionné par le fait de suivre un chemin, elle a dit, mais vous devez être prêt à intégrer de nouvelles informations qui vous aident à aller dans une meilleure direction, car certains des résultats les plus fascinants s'y trouvent.

"Je pense que c'est excitant de ne pas savoir ce qui va se passer ensuite, " Smith a déclaré. "Chaque jour est différent. Je trouve ça vraiment énergisant et ça me motive."

Smith attend avec impatience les nouvelles connaissances qui seront tirées du NanoSIMS alors qu'il approche de la fin de la phase de mise en service et se prépare pour ses premiers projets de recherche plus tard cette année. L'approvisionnement et l'installation de l'instrument ont été réalisés grâce à une équipe, et Smith prédit que d'autres voudront coopérer à l'avenir pour compléter leurs recherches avec la puissance analytique du NanoSIMS.

"L'accomplissement scientifique n'est pas seulement un moment individuel de découverte, c'est la collecte progressive d'informations, " dit-elle. " Puis un jour, tous les chiffres se rejoignent, et vous avez trouvé quelque chose de nouveau et d'intéressant pour la communauté."

"Des percées sont faites parce que beaucoup de gens travaillent sur des choses et partagent des informations à travers des publications et des conférences, " Smith a déclaré. "Je voudrais juste inspirer les autres à faire du bon travail et à partager l'excitation de nouvelles découvertes."