Анализ материалов с использованием ядерных технологий

Ядерные технологии используются для анализа материалов в целом ряде областей, таких как исследование загрязнений окружающей среды, биомедицинские исследования, геология и археологическая наука. МАГАТЭ оказывает помощь государствам-членам в их исследовательской деятельности, подготовке квалифицированных кадров и разработке инновационных технологий в этой области.

Некоторые передовые аналитические методы и способы применения основаны на использовании ускорителей. Следовательно, многие государства – члены МАГАТЭ рассматривают технологии, основанные на использовании ускорителей, в качестве основного элемента социального и экономического развития. Агентство содействует использованию ускорителей посредством создания знаний и обмена ими между государствами-членами; развития и применения инновационной ядерной науки; и развития инновационных ядерных энергетических систем.

Основанные на использовании ускорителей аналитические методы оказывают большое влияние на многие области ядерной науки и ее практическое применение. К ним относятся:

биомедицинские науки: выявление химических элементов в тканевых срезах, механизмы заболевания, визуализация высокого уровня и внутриклеточное распределение биометаллов;
науки об окружающей среде: исследования аэрозолей и загрязнения воздуха вплоть до уровня порядка одного нанограмма на кв. см для некоторых элементов, а также трехмерное количественное отображение элементного состава;
сельское хозяйство: геномика растений, исследования почвы, визуализация растений и животных;
культурное наследие: установление происхождения археологических и исторических объектов;
исследование материалов: наноструктурированные материалы, легкие металлы и сплавы, электронные материалы; и
судебная экспертиза: опознание подозреваемых лиц на основе анализа малообъемных и разбавленных проб вплоть до одного нанограмма на кв. см.

Важным инструментом для исследования свойств и характеристик материалов является метод ионно-пучкового анализа (ИПА). Другим методом является синхротронное излучение, которое наряду с нейтронными, ионными и электронными пучками, может быть использовано для исследования материалов в режиме реального времени. С помощью этой технологии могут быть решены различные исследовательские и технологические проблемы, которые обычно возникают при использовании определенных материалов в энергетической отрасли. Более глубокое понимание факторов, которые ухудшают характеристики материалов, будь то в результате использования или старения, может помочь решить такие проблемы.

Основным преимуществом применения методов ИПА является то, что они позволяют получить как качественную, так и количественную аналитическую информацию. При сканировании образца сфокусированным лучом можно получить информацию об элементном составе с высоким поперечным разрешением. Сопоставление аналитической информации позволяет отображать двухмерное или трехмерное распределение. Томография, осуществляемая с применением этой методики, играет особенно важную роль при исследовании биологических образцов.