I ricercatori del Naval Research Laboratory (NRL) degli Stati Uniti hanno progettato e costruito uno strumento chiamato NAUTILUS per fornire nuove capacità di misurazione a differenza di quelle disponibili in altri laboratori per misurare il nucleare, cosmo/geochimico, e materiali elettronici.

Alla fine dello scorso anno, L'NRL ha partecipato a un'esercitazione internazionale round robin, chiamato Programma di valutazione interlaboratorio delle misure delle firme nucleari (NUSIMEP-9), sponsorizzato dalla Commissione Europea (Divisione Sicurezza e Sicurezza Nucleare) per misurare campioni di particolato microscopico con rapporti isotopici di uranio "sconosciuti".

"NRL ha recentemente ricevuto il rapporto finale dell'esercitazione internazionale round robin e ha scoperto che il Laboratorio ha funzionato abbastanza bene, identificare correttamente tutte le composizioni isotopiche "sconosciute", " ha detto David Willingham, un chimico di ricerca e capo della sezione di spettrometria di massa dell'acceleratore. "In questo caso, NRL ha utilizzato uno spettrometro di massa unico al mondo chiamato NAUTILUS per eseguire queste misurazioni, come parte della partecipazione della sezione di spettrometria di massa dell'acceleratore all'esercizio di analisi del campione NUSIMEP-9."

I campioni di prova NUSIMEP-9 sono stati preparati per imitare le missioni di campionamento ambientale/salvaguardie nucleari, come quelli eseguiti dall'Agenzia internazionale per l'energia atomica (AIEA). L'esercitazione è stata condotta per il Network of Analytical Laboratories (NWAL) dell'AIEA, di cui NRL non è membro; però, NRL collabora con i laboratori per sviluppare migliori analisi delle particelle contenenti uranio.

L'AIEA ha il compito di dissuadere la proliferazione delle armi nucleari rilevando precocemente l'uso improprio di materiale o tecnologia nucleare, e fornendo assicurazioni credibili che gli stati rispettino i loro obblighi di salvaguardia. L'analisi dei campioni di materiale nucleare e dei campioni ambientali prelevati dagli ispettori dell'AIEA è una componente essenziale di questo impegno.

Sono stati coinvolti altri ventidue laboratori, molti dei quali eseguono questo tipo di misurazioni come missione principale (ad es. AIEA) con i loro strumenti dedicati esclusivamente a questo tipo di misurazioni.

"Il NAUTILUS è molto più flessibile di questo singolo tipo di misurazione:lo usiamo per analizzare un'ampia varietà di composizioni di materiali, compreso il nucleare, elettronico, e materiali extraterrestri, "ha detto Evan Groopman, un fisico ricercatore. "Siamo soddisfatti dei risultati di questo esercizio perché dimostra che il nostro gruppo emergente può sia costruire uno strumento nuovo per la Marina sia applicarlo a un'ampia varietà di problemi, prestazioni pari o superiori ai laboratori che eseguono esclusivamente un singolo tipo di analisi utilizzando strumenti commerciali."

Un elemento chiave del sistema di salvaguardia è l'ispezione fisica degli impianti nucleari da parte degli ispettori dell'AIEA. Gli Stati dichiarano con notevole dettaglio tecnico i tipi e le quantità di materie nucleari che possiedono. Tra le altre misure di verifica, Gli ispettori dell'AIEA possono prelevare campioni di materiale nucleare da vari punti del ciclo del combustibile nucleare e raccogliere campioni ambientali strisciando superfici in vari punti durante lo svolgimento di un'attività di verifica.

Questi campioni, che può essere solido, liquido, o forma gassosa, sono poi oggetto di sofisticate analisi da parte di scienziati dell'AIEA. Gli scienziati si concentrano sulla composizione isotopica dell'uranio e del plutonio contenuti nei campioni, ignari del paese da cui sono stati ottenuti. I risultati analitici forniscono un potente strumento per supportare le conclusioni sulla correttezza e completezza delle dichiarazioni di materiale nucleare degli stati e aiutano a informare la valutazione dell'AIEA sul fatto che uno stato stia rispettando i suoi obblighi di salvaguardia.

Nello svolgere questo lavoro, i laboratori dell'AIEA coordinano e collaborano con un più ampio Network of Analytical Laboratories (NWAL), comprendente altri 18 laboratori situati in nove diversi Stati membri dell'AIEA. Il Laboratorio Campioni Ambientali a Seibersdorf, L'Austria riceve e vaglia tutti i campioni di swipe, ma poi condivide il carico di lavoro analitico con i suoi partner NWAL.