La creación de un nuevo instrumento capaz de detectar trazas de uranio y otros materiales será el foco de una nueva asociación de investigación encabezada por científicos de la Universidad Estatal de Colorado.

La Asociación, dirigido en CSU por la Distinguida Profesora Carmen Menoni del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática, cuenta con el apoyo de la Oficina de Detección Nuclear Nacional del Departamento de Seguridad Nacional de los EE. UU. a través de su programa Premio a la Investigación Forense Nuclear (NFRA).

Junto con los investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, Menoni supervisará el diseño y la implementación de un espectrómetro de masas de alta sensibilidad capaz de detectar solo unos pocos átomos de uranio a la vez. El instrumento también permitirá la obtención de imágenes a nanoescala del contenido isotópico de muestras sólidas, en tres dimensiones. Una herramienta de este tipo podría sentar las bases para nuevas capacidades en el campo de la ciencia forense nuclear, para apoyar los esfuerzos antiterroristas nucleares del gobierno de EE. UU.

El premio de análisis forense nuclear traerá a la científica del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico Lydia Rush a CSU como Ph.D. estudiante en el laboratorio de Menoni. La colaboración implicará capacitar a Rush y a otros estudiantes en tecnología de punta, Imágenes forenses y espectrales de masas basadas en láser.

Tecnología existente, sensibilidad sin precedentes

"El nuevo instrumento que vamos a construir será mucho más sensible que nuestra generación anterior, instrumento de espectrometría de masas ultravioleta extrema de tiempo de vuelo, ", Dijo Menoni." Empleará un sector magnético para identificar el uranio, torio y sus isótopos en una concentración de unas pocas partes por millón ".

La tecnología de imágenes proporciona una sensibilidad y una resolución espacial sin precedentes porque utiliza un láser ultravioleta extremo para la ablación y la ionización. Este láser compacto es una innovación del laboratorio del distinguido profesor universitario Jorge Rocca.

El proceso de ablación con láser crea una columna de átomos y moléculas ionizados, que el detector lee dentro de una cámara de vacío. Un conjunto de placas especiales permite a los científicos extraer y detectar iones de la muestra, identificar el uranio (u otros elementos) determinando su firma iónica única, como una huella dactilar.

La identificación de cantidades diminutas de varios compuestos tiene sus usos en la seguridad nacional, pero también podría aplicarse a cualquier proceso que requiera la identificación de cantidades muy pequeñas de moléculas.