اولین شناسایی تاریخی همزمان فلوئور و اورانیوم امنیت هسته‌ای آمریکا را تقویت می‌کند
محققان آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL) در وزارت انرژی آمریکا به یک دستاورد مهم در شناسایی مواد هسته‌ای نایل شده‌اند.
آنها توانسته‌اند شناسایی همزمان فلوئور و ایزوتوپ‌های مختلف اورانیوم را در یک ذره واحد انجام دهند.
در یک بیانیه مطبوعاتی، محققان اعلام کردند که اولین کسانی هستند که موفق به شناسایی همزمان فلوئور و ایزوتوپ‌های مختلف اورانیوم در یک ذره واحد شده‌اند.
شناسایی همزمان فلوئور و اورانیوم در یک ذره به ویژه برای تلاش‌های منع گسترش هسته‌ای بسیار ارزشمند است. فلوئور یکی از عناصر کلیدی در تبدیل اورانیوم به شکلی که قابل غنی‌سازی برای کاربردهای مختلف، از جمله انرژی هسته‌ای، باشد نقش مهمی دارد.
“از آنجایی که فلوئور برای تبدیل اورانیوم به شکلی مناسب برای غنی‌سازی ضروری است، شناسایی همزمان این دو عنصر می‌تواند به بازرسان آژانس بین‌المللی انرژی اتمی (IAEA) در تعیین کاربری مواد هسته‌ای کمک کند،” در این بیانیه مطبوعاتی آمده است.
ادغام دو تکنیک
تیم تحقیقاتی به رهبری ORNL 's بنجامین مانارد از این روش نوآورانه برای تحلیل 40 ذره استفاده کرد. هر ذره به اندازه یک سلول خونی قرمز بود و تحلیل تنها در کمتر از پنج دقیقه انجام شد.
این تحلیل سریع با ادغام دو تکنیک: لیزر تقلیل طیف‌سنجی تجزیه (LIBS) و لیزر تفرق چندگانه طیف‌سنجی جرمی پلاسما جفت‌شده (ICP-MS) به دست آمد.
تکنیک اول، LIBS، با استفاده از یک لیزر به بخارکردن نمونه پرداخته و پلاسمایی ایجاد می‌کند. نوری که از این پلاسما منتشر می‌شود به شناسایی عناصری مانند فلوئور کمک می‌کند.
در عین حال، تکنیک دوم، ICP-MS، از هلیوم برای هدایت پلاسما به طیف‌سنج جرمی استفاده می‌کند. این طیف‌سنج در دماهای بسیار بالایی گرم می‌شود و به شناسایی ایزوتوپ‌های اورانیوم کمک می‌کند.
LIBS به ما می‌گوید که آیا فلوئور در ذره وجود دارد و به چه میزان، در حالی که ICP-MS تمامی ایزوتوپ‌های اورانیوم موجود را شناسایی می‌کند. این تجهیزات یکپارچه یک مرکز همه‌کاره برای اندازه‌گیری همزمان فلوئور و ایزوتوپ‌های اورانیوم است،” مانارد توضیح داد.
شناسایی اورانیل فلوراید
یکی از شاخص‌های مهم شناسایی‌شده از طریق این روش، اورانیل فلوراید است که ترکیبی از اورانیوم، اکسیژن و فلوئور می‌باشد.
شناسایی اورانیل فلوراید می‌تواند فرایندهای هسته‌ای خاصی را نشان دهد که این ترکیب برای تلاش‌های منع گسترش هسته‌ای مهم است.
“توانایی تعیین اینکه چه مقدار فلوئور در مقابل اورانیوم موجود است می‌تواند اطلاعات اضافی درباره منبع این ذره، فرایندهایی که این ذره را تولید کرده‌اند و زمانی که این فرایندها رخ داده‌اند ارائه دهد،” تأکید کرد ORNL همکار نویسنده، برایان تیکنور.
کاربردهای بالقوه و تحقیقات آینده
در حالی که این تکنیک ابتدا با کاربردهای امنیت ملی در نظر گرفته شده بود، محققان همچنین محدوده وسیعی از کاربردهای بالقوه در زمینه‌های دیگر را می‌بینند.
این روش می‌تواند به پیشرفت‌های فناوری باتری، توسعه سوخت‌های راکتورهای هسته‌ای و علم زیست‌محیطی، مانند درک نحوه حرکت و تجزیه میکروپلاستیک‌ها در محیط‌های طبیعی کمک کند، تیکنور اعلام کرد.
تیم تحقیقاتی مشتاق است تا قابلیت‌های این تکنیک را بیشتر مورد بررسی قرار دهد. “واقعا جالب و هیجان‌انگیز خواهد بود اگر بتوانیم انواع دیگر ترکیبات اورانیوم را نیز تمایز قائل شویم،” مانارد تأکید کرد.
آنها به ویژه به تمایز بین سایر انواع ترکیبات اورانیوم و گسترش روش برای تحلیل ترکیبات مرتبط با فرایندهای هسته‌ای، مانند مواد حاوی کلر علاقه‌مند هستند.
“کلر درست زیر فلوئور در جدول تناوبی قرار دارد و بسیاری از خصوصیات مشابه را دارد. اندازه‌گیری اورانیوم کلرید در گذشته دشوار بوده است و می‌تواند به این نوع اندازه‌گیری جوابگو باشد،” تیکنور به نتیجه رسید.
یافته‌های این پژوهش در مجله انجمن شیمی آمریکا منتشر شده است.
