En ny teknik gör det möjligt för forskare att karaktärisera kärnmaterial som fanns på en plats även efter det att kärnmaterialet har tagits bort - ett fynd som har betydande konsekvenser för kärnkraftsfri spridning och säkerhetsapplikationer.

"I grund och botten, vi kan se kärnmaterial som inte längre finns där, "säger Robert Hayes, huvudförfattare till papper som beskriver arbetet och docent i kärnteknik vid North Carolina State University. "Till exempel, vi kunde identifiera och karakterisera en smutsig bomb baserad på prover tagna från ett rum som bomben befann sig i för ett år sedan.

"Detta är ett värdefullt verktyg för räddningspersonal, icke -spridningsmyndigheter och kriminalteknik, eftersom det tillåter oss att få en grov ögonblicksbild av storleken på en strålningskälla, där den låg, hur radioaktivt det är, och vilken typ av radioaktivt material det är, "Säger Hayes.

Tekniken drar fördel av det faktum att radioaktivt material förändrar arrangemanget av valenselektroner - eller yttre elektroner - i isolatormaterial, som tegel, porslin, glas - även hårt godis. I grund och botten, strålning förskjuter elektroner på defektplatser i den kristallina strukturen hos dessa material.

Genom att ta prover av flera material i ett rum, tillämpa konventionella strålningsdosimetri -tekniker, och utvärdera hur elektronerna på dessa defektplatser är organiserade, forskare kan avgöra närvaron och styrkan hos alla kärnämnen som fanns i rummet.

"Om proverna togs med jämna mellanrum i ett rutmönster, den relativa strålningsdosprofilen kan användas för att triangulera var i rummet källan befann sig, i tre dimensioner, "Säger Hayes." Det kan också ge en mycket grov uppfattning om källans fysiska storlek, men det beror på olika faktorer, till exempel hur nära källan var till de material som provades. "

Genom att ta ett kärnprov av det isolerande materialet, och mäta strålningsdosen på olika djup i materialet, forskning kan också fastställa vilken typ av strålningskälla som fanns. Detta är möjligt eftersom olika radioaktiva material har karakteristiska fördelningar av gammastrålar, Röntgen, etc., och varje energityp penetrerar material med olika styrka.

"Detta är inte extremt exakt, men det gör att vi kan svara på viktiga frågor. Till exempel, skilja mellan olika sorters kärnämnen som naturligt förekommande, medicinsk, industriell, och "speciella" kärnämnen - det senare används för kärnvapen, "Säger Hayes.

"Detta är ett bevis på koncept, "Säger Hayes." Vi är nu fokuserade på att utforska dess detektionsbegränsningar tillsammans med rums- och energiopplösning, och hur man använder detta tillvägagångssätt framåt.

"Men det här är en stor sak för icke -spridningsinsatser för kärnvapen, för det betyder att du inte längre kan hantera kärnämne i hemlighet, "Tillägger Hayes." Det betyder att världen nu täcks av lågupplösta integrerade gammastrålspektrometrar, så vi kan alltid gå tillbaka och mäta det som fanns. Det finns inget att gömma sig. "

Pappret, "Retrospektiv avbildning och karakterisering av kärnämne, "publiceras i tidningen Hälsofysik . Tidningen var medförfattare av Sergey Sholom från Oklahoma State University.