Вчені за допомогою лазерів виявляють збройовий уран за багато кілометрів

Холодна війна залишилась позаду десятиліттями, але ядерна зброя все ще залишається прикрою реальністю. Здалеку не завжди зрозуміло, хто розробляє таку зброю, а розвіддані, як відомо, неточні, що призводить до міжнародного погрожування пальцями в кращому випадку і до воєн в гіршому.

Але команда дослідників з Мічиганського університету звернулася до методу, який використовується марсоходом для відстеження хімічної зброї, використовуючи лазери для виявлення збройового урану на відстані.

“Основною перешкодою на шляху до створення ядерної зброї є отримання потрібного матеріалу”, – сказав Ігор Йованович, професор і провідний дослідник, в інтерв’ю Digital Trends. З двох ізотопів, які найчастіше використовуються в ядерній зброї, один – уран-235 – важко виявити, оскільки він періодично випромінює радіацію.

“Нашою метою було знайти спосіб виявити цей матеріал, – сказав Йованович, – бажано на відстані, що дуже складно або навіть неможливо за допомогою наявних методів”.

Дослідники отримали натхнення після того, як певні лазерні методи зондування – “зокрема, спектроскопія лазерно-індукованого пробою” – продемонстрували успіх, в тому числі марсохід, який ідентифікував склад матеріалів на червоній планеті.

Йованович і його команда звернулися до спектроскопії лазерно-індукованого пробою і явища, яке називається лазерною філаментацією, що дозволяє їм проводити вимірювання здалеку.

Спочатку вони випускають лазерні імпульси на невідомий матеріал. Лазери взаємодіють з поверхнею матеріалу і утворюють мікроплазму. Ця плазма взаємодіє з киснем повітря, утворюючи збуджені молекули оксидів, які випромінюють світло певної довжини хвилі, що можна виявити і проаналізувати, щоб визначити, які молекули, атоми чи ізотопи присутні.

Секрет точного виявлення полягає в ізотопах. “Причина, чому ми можемо робити вимірювання ізотопів більш точно, полягає в тому, що ми вимірюємо світло від молекул оксиду урану”, – пояснив Йованович. “Виявляється, що ми можемо побачити більшу різницю між різними ізотопами в урані”, такими як уран-238 і уран-235, “якщо ми спостерігаємо випромінювання від молекул, а не від атомів”.

У минулому лазерна нитка розжарювання могла виявляти деякі матеріали на відстані кількох миль. Для того, щоб це спрацювало, уран потрібно було б якимось чином опромінити. Наприклад, сліди урану можуть бути залишені в бруді, що оточує завод, і дослідникам потрібно буде розробити більш ефективну систему для збору світла. Йованович припустив, що інструменти і трюки, які використовують астрономи, можуть допомогти його команді досягти цього.

По-перше, ця техніка може бути використана з очевидною метою моніторингу місць виробництва урану, забезпечуючи дотримання країнами ядерних договорів.

Друге застосування може бути в так званій “ядерній криміналістиці”. пояснив Йованович: “В ядерній криміналістиці мета полягає в тому, щоб виміряти властивості вимірюваного матеріалу, наприклад, збагачення урану, точно, але також швидко, щоб можна було зробити належну атрибуцію і вжити подальших заходів. Наприклад, у випадку ядерної детонації потрібно швидко виміряти склад уламків вибуху у відносно недоступному середовищі з високим рівнем радіації”.

Рекомендації редакції

• Вчені знайшли несподівану відповідь на питання про майбутнє комп’ютерів – папір
• Дивіться, як марсохід Perseverance автономно їздить по Марсу
• NASA за кілька днів до історичної місії на МКС
• 5 технологій, про які ви не знали, родом з України
• Дивіться найперший знімок (і перше селфі!) від Джеймса Вебба

Source: digitaltrends.com