Medicina forense nuclear: Mediciones de óxidos de uranio mediante espectrometría de masas de iones secundarios con tiempo de vuelo

Título original:

Nuclear Forensics: Measurements of Uranium Oxides Using Time-Of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry

Contenido del libro:

En la última década, las fuerzas del orden y los organismos gubernamentales y públicos se han visto acorralados por la amenaza del tráfico de materiales nucleares. Durante este periodo, los informes del Organismo Internacional de Energía Atómica sobre tráfico ilícito se han multiplicado por ocho, pasando de 20 a 160.

Por este motivo, la investigación forense nuclear es una ciencia floreciente centrada en la identificación de materiales nucleares especiales incautados. La identificación de estos materiales se basa en la gran cantidad de información que puede obtenerse aplicando múltiples tecnologías analíticas y de medición. Toda la información obtenida de cada muestra puede utilizarse posteriormente para caracterizar otras muestras, lo que culmina con la inclusión de todos los datos recogidos en una base de datos central.

La información debe comunicarse en el momento oportuno, ya que los resultados procesables deben presentarse lo antes posible si se quiere atribuir algún delito de tráfico de material nuclear. Parámetros de identificación como el contenido de uranio, la composición isotópica y los niveles de impurezas pueden medirse simultáneamente en un esfuerzo por caracterizar completamente una muestra. Todas estas mediciones combinadas pueden ofrecer información sobre el origen del material y su uso previsto.

Muchas de las técnicas analíticas actuales utilizadas en la investigación forense nuclear requieren una preparación exhaustiva de la muestra y ofrecen una información mínima sobre ella. La espectrometría de masas de iones secundarios por tiempo de vuelo (TOF-SIMS) se presenta como una técnica analítica rápida que proporciona muchos de estos parámetros de identificación con una preparación mínima de la muestra. Se recogieron espectros TOF-SIMS de ocho materiales de referencia estándar diferentes que cubrían una gama de estequiometrías y niveles de enriquecimiento.

Las muestras incluían estequiometrías de UO2, UO3 y U3O8 que iban desde uranio ligeramente empobrecido (0,5% de 235U) hasta uranio altamente enriquecido (90,0% de 235U). Los espectros se simularon en un esfuerzo por deconvolver los picos compuestos resultantes de la protonación de los iones agrupados.