Evan Groopman, un chercheur en physique, prépare un échantillon microscopique de particules d'uranium à mesurer dans l'instrument NAUTILUS dans le laboratoire de spectrométrie de masse de l'accélérateur du laboratoire de recherche naval des États-Unis à Washington, D.C., 5 septembre. Crédit :U.S. Navy photo by Nicholas E. M. Pasquini
Des chercheurs du Naval Research Laboratory (NRL) des États-Unis ont conçu et construit un instrument appelé NAUTILUS pour fournir de nouvelles capacités de mesure différentes de celles disponibles dans d'autres laboratoires pour mesurer le nucléaire, cosmo/géochimique, et du matériel électronique.
A la fin de l'année dernière, Le LNR a participé à un exercice international de tournoi à la ronde, appelé Programme d'évaluation des mesures interlaboratoires des signatures nucléaires (NUSIMEP-9), parrainé par la Commission européenne (Division de la sûreté et de la sécurité nucléaires) pour mesurer des échantillons de particules microscopiques avec des rapports isotopiques d'uranium « inconnus ».
« NRL a récemment reçu le rapport final de l'exercice international à la ronde et a constaté que le laboratoire fonctionnait assez bien, identifier correctement toutes les compositions isotopiques "inconnues", " a déclaré David Willingham, un chimiste de recherche et chef de la section de spectrométrie de masse des accélérateurs. "Dans ce cas, NRL a utilisé un spectromètre de masse unique au monde appelé NAUTILUS pour effectuer ces mesures, dans le cadre de la participation de la Section de spectrométrie de masse des accélérateurs à l'exercice d'analyse d'échantillons NUSIMEP-9."
Les échantillons d'essai NUSIMEP-9 ont été préparés pour imiter les missions d'échantillonnage environnemental/de garanties nucléaires, telles que celles réalisées par l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA). L'exercice a été mené pour le Réseau de laboratoires d'analyse de l'AIEA (NWAL), dont NRL n'est pas membre ; cependant, Le LNR collabore avec les laboratoires pour développer de meilleures analyses de particules uranifères.
Evan Groopman, un chercheur en physique, insère des particules d'uranium du programme d'évaluation des mesures interlaboratoires des signatures nucléaires (NUSIMEP-9) sur une planchette de carbone dans le NAUTILUS pour analyser la composition isotopique de l'uranium dans le laboratoire de spectrométrie de masse de l'accélérateur du laboratoire de recherche naval des États-Unis à Washington, D.C., 5 septembre. Crédit :U.S. Navy photo by Nicholas E. M. Pasquini
L'AIEA est chargée de décourager la prolifération des armes nucléaires en détectant rapidement l'utilisation abusive de matières ou de technologies nucléaires, et en fournissant des assurances crédibles que les États honorent leurs obligations en matière de garanties. L'analyse d'échantillons de matières nucléaires et d'échantillons environnementaux prélevés par les inspecteurs de l'AIEA est une composante essentielle de cette entreprise.
Vingt-deux autres laboratoires ont été impliqués, dont beaucoup effectuent ces types de mesures comme mission principale (par exemple, AIEA) avec leurs instruments dédiés uniquement à ce type de mesures.
"Le NAUTILUS est beaucoup plus flexible que ce seul type de mesure - nous l'utilisons pour analyser une grande variété de compositions de matériaux, y compris le nucléaire, électronique, et matériaux extraterrestres, " a déclaré Evan Groopman, un chercheur en physique. « Nous sommes satisfaits des résultats de cet exercice car il démontre que notre groupe en devenir peut à la fois construire un nouvel instrument pour la Marine et l'appliquer à une grande variété de problèmes, aussi bien ou mieux que les laboratoires qui effectuent exclusivement un seul type d'analyse à l'aide d'instruments commerciaux. »
Les recherches de David Willingham et Evan Groopman ont fait la couverture du 21 novembre Numéro 2018 d’Analyst pour leur article intitulé « Direct, non corrigé, analyse sans molécule de 236U à partir de particules uranifères avec NAUTILUS :un nouveau type de spectromètre de masse. . Crédit : Analyste
Un élément clé du système de garanties est l'inspection physique des installations nucléaires par les inspecteurs de l'AIEA. Les États déclarent avec beaucoup de détails techniques les types et les quantités de matières nucléaires qu'ils possèdent. Entre autres mesures de vérification, Les inspecteurs de l'AIEA peuvent prélever des échantillons de matières nucléaires à divers points du cycle du combustible nucléaire et prélever des échantillons environnementaux en glissant des surfaces à divers endroits pendant la conduite d'une activité de vérification.
Ces échantillons, qui peut être en solide, liquide, ou sous forme gazeuse, sont ensuite soumis à une analyse sophistiquée par les scientifiques de l'AIEA. Les scientifiques se concentrent sur la composition isotopique de l'uranium et du plutonium contenus dans les échantillons, ignorant le pays d'où ils ont été obtenus. Les résultats analytiques constituent un outil puissant pour étayer les conclusions quant à l'exactitude et à l'exhaustivité des déclarations de matières nucléaires des États et aident à éclairer l'évaluation de l'AIEA sur le respect par un État de ses obligations en matière de garanties.
En réalisant ce travail, les laboratoires de l'AIEA coordonnent et coopèrent avec un réseau plus large de laboratoires d'analyse (NWAL), comprenant 18 laboratoires supplémentaires situés dans neuf États membres différents de l'AIEA. Le laboratoire d'échantillons d'environnement à Seibersdorf, L'Autriche reçoit et examine tous les échantillons par frottis, mais partage ensuite la charge de travail analytique avec ses partenaires NWAL.
