Στα σύνορα και στα λιμάνια, η ανίχνευση ύποπτου φορτίου με ραδιενεργά υλικά σηματοδοτεί την έναρξη ενός κατεπείγοντος μηχανισμού αντίδρασης. Μέχρι πρόσφατα, η διαδικασία προσδιορισμού της προέλευσης αυτών των υλικών αποτελούσε μια χρονοβόρα και δαπανηρή διαδικασία, απαιτώντας εξειδικευμένα εργαστήρια και ατελείωτες μέρες αναμονής. Ωστόσο, μια νέα τεχνολογία υπόσχεται να αλλάξει ριζικά αυτό το τοπίο.
Ερευνητές από το Εθνικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος (LANL) στις Ηνωμένες Πολιτείες ανακοίνωσαν μια επαναστατική πρόοδο στον τομέα της πυρηνικής ιατροδικαστικής. Η μέθοδος που ανέπτυξαν μπορεί να αναλύσει και να καθορίσει την προέλευση πυρηνικών υλικών σε λιγότερο από 30 λεπτά. Αυτή η εξέλιξη δεν συνιστά απλώς μια επιστημονική ανακάλυψη, αλλά λειτουργεί ως ένα αναγκαίο εργαλείο για την ασφάλεια των εθνικών συνόρων και την καταπολέμηση της πυρηνικής τρομοκρατίας.
Το «δακτυλικό αποτύπωμα» του ατόμου
Στην καρδιά αυτής της καινοτομίας βρίσκεται το LALI-TOF MS (Laser Ablation Laser Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometer), ένα φασματομέτρο μάζας που συνδυάζει την αφαίρεση υλικού μέσω λέιζερ και τον ιονισμό του. Αυτή η διαδικασία παρέχει τη δυνατότητα άμεσης ανάλυσης στερεών δειγμάτων.
Η Karla Erickson, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και επιστήμονας στο LANL, τόνισε την ταχύτητα της μεθόδου. «Μπορέσαμε να ταυτοποιήσουμε τη σύνθεση του δείγματος σε λιγότερο από μισή ώρα», ανέφερε χαρακτηριστικά, επισημαίνοντας ότι η ανάλυση ήταν «εκπληκτικά περιεκτική», εντοπίζοντας ακόμη και υλικά που οι ερευνητές δεν υποψιάζονταν ότι υπήρχαν.
Η διαφορά που καταγράφεται με αυτή τη νέα μέθοδο είναι κολοσσιαία σε σύγκριση με τις παραδοσιακές διαδικασίες. Μέχρι πρόσφατα, η ανάλυση τέτοιων υλικών περιλάμβανε τη διάλυσή τους σε ισχυρά οξέα, απαιτώντας εξειδικευμένες εγκαταστάσεις και προκαλώντας τη δημιουργία επικίνδυνων χημικών αποβλήτων. Τα αποτελέσματα συχνά χρειάζονταν εβδομάδες για να βγούν.
Πώς λειτουργεί η νέα μέθοδος
Η τεχνολογία LALI-TOF MS παρακάμπτει εντελώς την ανάγκη για χημική προετοιμασία. Το όργανο εστιάζει το ύποπτο υλικό με μια δέσμη λέιζερ, αφαιρώντας μικροσκοπικά σωματίδια. Έπειτα, ένα δεύτερο λέιζερ ιονίζει αυτά τα σωματίδια, επιτρέποντας στο φασματομέτρο να «ανιχνεύσει» την ακριβή στοιχειακή και ισοτοπική τους σύνθεση.
Αυτή η διαδικασία παράγει ένα «χημικό αποτύπωμα» που είναι κρίσιμο για την ασφάλεια. Κάθε παρτίδα πυρηνικού υλικού, είτε πρόκειται για ουράνιο είτε για πλουτώνιο, φέρει μοναδικά χαρακτηριστικά που προδίδουν την προέλευσή της: το ορυχείο εξόρυξης, τον αντιδραστήρα εμπλουτισμού και την ημερομηνία κατασκευής. Η ικανότητα να διαβάζονται αυτά τα στοιχεία εντός λίγων λεπτών επιτρέπει στις αρχές να κατανοούν άμεσα αν το υλικό είναι κλεμμένο ή όχι.
Ένα Όπλο στην Υπηρεσία της Εθνικής Ασφάλειας
Η Rebecca Chamberlin, υπεύθυνη του έργου στο Λος Άλαμος, υπογράμμισε τη σημασία της ταχύτητας σε έκτακτες καταστάσεις. «Το Εργαστήριο προετοιμάζεται πάντα για το χειρότερο σενάριο», δηλώνει. Σε περίπτωση ανεύρεσης πυρηνικού υλικού εκτός ελέγχου, οι αρχές πρέπει να απαντήσουν άμεσα σε κρίσιμα ερωτήματα: Είναι εμπλουτισμένο; Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για όπλο; Από πού προήλθε;
Η νέα μέθοδος προσφέρει αυτές τις απαντήσεις σε σχεδόν πραγματικό χρόνο. Η σημασία αυτή έγκειται στην «απονομή ευθυνών». Όταν οι χώρες και οι οργανισμοί γνωρίζουν ότι οποιοδήποτε υλικό διαφύγει από τον έλεγχό τους μπορεί να ταυτοποιηθεί και να συνδεθεί πίσω σε αυτούς σε λίγα λεπτά, διαμορφώνεται ένα ισχυρό πλέγμα λογοδοσίας.
Επιπλέον, η απλότητα της συσκευής, που χαρακτηρίζεται ως «πάγκου», διευκολύνει τη διάχυση της χρήσης της. Δεν είναι πλέον απαραίτητο να αποστέλλονται όλα τα δείγματα σε κεντρικά εργαστήρια υψηλής ασφαλείας, καθώς η ανάλυση μπορεί να διενεργείται κοντά στο σημείο ενδιαφέροντος, εξοικονομώντας πολύτιρους πόρους και πρωτίστως χρόνο.
Το μέλλον της Πυρηνικής Ιατροδικαστικής
Η επιτυχία του LANL συμβάλλει σε μια σειρά τεχνολογικών ανακαλύψεων που στοχεύουν στην προστασία του πλανήτη από τις πυρηνικές απειλές. Η δυνατότητα ταυτόχρονης ανάλυσης σχεδόν όλων των στοιχείων του περιοδικού πίνακα χωρίς τη συμμετοχή περίπλοκων διαδικασιών καθιστά το LALI-TOF MS ένα εργαλείο-κλειδί για το μέλλον της πυρηνικής ιατροδικαστικής.
