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鈾獵人如何嗅出核武器?

你安眠夜晚的背後,

有一群追查非法核彈來源的「獵人」。

U-235

 Atomic

Mogwai 

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2014年,地質學家兼安全調研員Rodney Ewing從密歇根大學跳槽到了斯坦福大學教書。

不過,他把自己的某些東西留在了美國中西部:

幾百件「私人物品」,都是放射性的。

他並沒想毒死誰,這只是一套來自世界各地的礦物,有些是他自己挖的,有些是別人捐的,每一塊都含有鈾元素。

更酷的是,這些礦物馬上就要被用在國土安全部的一個計劃中——

追蹤可能被做成炸彈的非法核材料來源。

希望這樣的場景只存在於漫畫里(來源:《阿基拉》漫畫)

Ewing把這些樣本留給了他以前的學生Peter Burns,當時他是聖母大學(University of Notre Dame)的教授。

他和同事Antonio Simonetti一起合作,建立了一個鈾礦石的全球法庭資料庫,幫國土安全部識別罪犯。

由於地質和地化條件不同,每個樣品都有獨特的化學和同位素指紋。

這樣一來,如果有人走私放射性物質,他們就能追蹤物質的來源;如果一個非法炸彈在某處爆炸了,他們也可以分析放射性塵埃的指紋,確定原始物質的源頭和去向。

在大部分職業生涯中, Simonetti一直呆在地質學領域,研究地幔。2011年前後,他聽說了一個由國家核安全管理局發起的項目。

「他們想找一名材料學家,對爆炸材料進行細緻的研究,尤其是第一次核爆炸的殘餘物。」Simonetti表示。

核爆催生了一眾科幻作品(來源:遊戲《輻射4》預告片)

找出放射性物質的成分有兩種方法。

「傳統做法是破壞樣本,」Simonetti說,「你把它溶解到溶液中,形成一種核化學物質。然後,把溶液送到一種特殊的質譜儀中,分離化學成分。如果你特別想知道某個元素的細節——比如鈾——那就凈化溶液,只提取這樣東西。然後,用分光儀檢測同位素出現的頻率。這有點像給文本糾錯,看看拼寫不過關的作者有幾次把『圖書管理員』寫錯成『圖書管里員』。」

的確,這種分析物質成分的方法特別精確,然而它需要時間和人力,也不是Simonetti做事的風格。在他的第一個核項目中,他使用了「激光消融」技術,用紫外線激光衝擊一個叫Trinitite的放射性玻璃樣品。

這個玻璃樣品是「曼哈頓計劃」的殘留物,位於新墨西哥州白沙導彈的射程內。

1945年,曼哈頓計劃的科學家們引爆了第一枚代號為「Trinitite」的核武器,近70年後,炸彈的化學和同位素指紋仍然留在玻璃上。

在曼哈頓計劃的幾年後,國土安全部啟動了另一個核取證項目。他們希望Simonetti和同事能用他們的方法研究核材料的未來,而非過去。

這時,Ewing的放射性礦物就派上用場了。

核爆後的廢土(來源:遊戲《輻射4》)

Simonetti的小組開始分析並編目世界各地的鈾礦石中的化學和同位素特徵,比如來自馬達加斯加的「黑稀金礦石」 (Euxenite) ,來自懷俄明萬蘇特州的「版菱鈾礦石」(Shroeckingerite),把它們放到紫外線激光下。

他還研究了鈾經過精鍊後,這些特徵是如何變化的——

先是變成一種叫做「黃餅」(yellow cake)的東西,然後變成放射性燃料的小球。

然後,他們向能源部的國家實驗室分享了這些細節,特別是洛斯阿拉莫斯、勞倫斯利弗莫爾和橡樹嶺的幾家。

這些實驗室都曾是曼哈頓計劃的一部分,現在雖然做起了科學研究,但研究重心依然是核武器,大部分工作都是保密的。

然而,Simonetti的做法和國家實驗室還不太一樣。

他在一所大學的贊助下進行研究,成果也被有目的地公開了——出現在了谷歌學術上,警告那些拙劣的罪犯:

能源部和國土安全部可以毫無阻礙地調查你們的炸彈,比《犯罪現場調查》里演的還要炫酷。

換句話說,這個對全世界公開的核資料庫,對非法制彈者是一個強有力的威懾。

某炸彈狂人膝蓋一疼(來源:電影《奇愛博士》)

防止核爆至關重要,但核研究領域卻在向老齡化滑坡。

根據1999年核武器實驗室特遣部隊的數據,武器項目中,有34%的關鍵僱員都超過了50歲。十年後,這個比例達到了40%。

新人們太年輕了,無法銘記冷戰時期的慘痛場景,這誰都沒辦法。

但如果像Simonetti這樣的大學教授更多地影響學生,讓應屆生和博士後們參與到核項目中來,那些敏感的人既能學會技術,也會認為這是一個不錯的職業選擇。

你可以對核武器有自己的看法(多數看法是「盡量不要使用它們」),但誰也沒法改變「核武器數量龐大」這一事實。最近,它們的威脅比以往更甚,必須有人為最壞的情況做好準備。因此,Simonetti的研究被放在了電子書架上。

「我的研究迄今尚未得到應用,這很好,」Simonetti說,「如果哪天真被派上了用場,可就大事不妙了。」

| 責編 |船長

| 編譯 | 一凡

| 作者|Sarah Scoles

| 來源| www.wired.com/story/how-a-uranium-hunter-sniffs-out-nuclear-weapons


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