شناسايى سلاح هاى هسته اى با اشعه ايكس

تصوير نگارى با نور

ايرنا: قاچاقچيانى كه قصد قاچاق سلاح هاى هسته اى را دارند آنها را در يك ورقه سربى به ضخامت دو سانتيمتر مى پوشانند و به اين ترتيب مانع از بيرون رفتن پرتوهاى راديواكتيو آنها مى شوند. دستگاه هاى اشعه ايكسى كه در گمركات مستقر است نمى توانند اين پرتوها را رديابى كنند. اين در حالى است كه بسيارى از مواد طبيعى مانند مدفوع گربه، يا كاشى هاى سراميك يا ميوه اى مانند موز پرتوهاى ضعيفى از خود تشعشع مى كنند كه به راحتى به وسيله دستگاه هاى ايكس قابل رديابى است. نگرانى از عبور سلاح هاى خطرناك از مرزهاى هوايى و دريايى اداره امنيت ملى آمريكا را وادار ساخته تا با تخصيص بودجه اى به مبلغ ۳۰۰ ميليون دلار دستگاه هاى ردياب پرتو در همه بنادر آمريكا كارگذارى كند.
اما اين بنادر به اعتقاد متخصصانى كه در ماه ژوئن امسال در برابر كميته سنا در خصوص امور امنيت ملى شهادت دادند، همچنان در برابر قاچاق مواد خطرناك آسيب پذير است. حدود ۸۰ درصد كانتينرهاى حاوى بار كه به بنادر آمريكا مى رسد به وسيله يك دستگاه مونيتور نصب شده در بندر يا مبداء ورودى بازرسى مى شوند و قرار است تا پايان سال جارى اين نوع بازرسى در مورد ۱۰۰ درصد كانتينرها و محموله ها اعمال شود.
اما اشكال كار در اينجا است كه دستگاه هاى اسكن نصب شده در بنادر خالى از خطا نيستند.
مشكل نخست آن است كه در حدود دو درصد از موارد اين اسكنرها زنگ خطر را به نحو اشتباه به صدا در مى آورند و محموله هاى بى خطر را به عنوان محموله هاى حاوى مواد خطرناك جاى مى دهند.
علت اين امر عمدتاً آن است كه اين دستگاه ها نمى توانند بين پرتو ساطع شده از بمب پلوتونيوم و پرتو پتاسيم ۴۰ كه در موز يافت مى شود تمايز برقرار كنند. از اين بدتر آنكه اين دستگاه ها از تشخيص اورانيوم غنى شده عاجزند. برخلاف پلوتونيوم كه نوترون و پرتو گاماى پرقدرت از خود ساطع مى كند كه پوشاندن و محصور كردن آن تقريباً غيرممكن است، اورانيوم غنى شده تنها پرتو گاماى كم قدرت ساطع مى كند. دستگاه هاى مونيتور با استفاده از يك ورق پلاستيك به نام سينتيلاتور scintillator وجود اورانيوم را تشخيص مى دهند. اين ورقه زمانى كه پرتو اورانيوم به سطح آن مى خورد فوتون نور از خود بيرون مى دهد. اين فوتون هاى نور را با يك مبدل به جريان برق تبديل مى كند و از روى شدت جريان ميزان اورانيوم را تشخيص مى دهند اما اگر اورانيوم در ورق سرب يا حتى درون چوب جا داده شده باشد تشخيص پرتو آن براى دستگاه تقريباً غيرممكن مى شود. در عين حال تبديل اورانيوم به بمب هسته اى به مراتب راحت تر از تبديل پلوتونيوم به بمب است.
دولت آمريكا در نظر دارد از سال آينده ردياب هاى تازه اى موسوم به دستگاه هاى دروازه اى استروسكوپيك پيشرفته Portal Advanced Spectroscopic را براى رديابى مواد راديواكتيو مورد استفاده قرار دهد. اين دستگاه ها مى توانند ايزوتوپ هاى راديواكتيو را از يكديگر تمييز دهند و بين پلوتونيوم و پتاسيم ۴۰ كه از موز متصاعد مى شود تفاوت بگذارند. در اين دستگاه ها به عوض سينتيلاتور از بلورهاى غيرآلى نظير يد سديم استفاده مى شود. اين بلورها نيز در هنگام برخورد پرتوهاى راديواكتيو از خود فوتون متصاعد مى كنند.
اما انرژى اين فوتون ها تابعى از انرژى پرتوهايى است كه از ايزوتوپ هاى راديواكتيو به آنها مى خورد. به اين ترتيب كار شناسايى ايزوتوپ ها ساده مى شود. اما حتى اين نوع ردياب ها نيز نمى توانند اورانيوم را رديابى كنند.
از اين رو سازمان امنيت ملى آمريكا درصدد تكميل نسل تازه اى از فناورى هاى رديابى و غربالگرى مواد هسته اى است كه محتواى محموله هاى تجارى را با ذرات پرانرژى بمباران مى كنند كه قادرند وارد پوشش هاى محافظ مواد هسته اى شوند و آنها را آشكار سازند. ذرات به كار گرفته شده در يك نوع از اين دستگاه ها نوترون هاى پرقدرت هستند كه در هنگام برخورد با مواد راديواكتيو واكنش هاى زنجيره اى متناسب با قدرت اين مواد به راه نمى اندازند اما مى توانند هسته اتم را به بخش هاى كوچكتر تقسيم كنند. اين اتم هاى تقسيم شده از خود پرتو گاما متصاعد مى سازند. روش ديگر كه در آزمايشگاه ملى آيداهو در دست تكميل است عبارت است از بمباران كردن محموله ها با پرتو ايكس پرقدرت كه موجب شكست هسته اورانيوم و پلوتونيم مى شود و به دنبال نوترون هايى مى گردد كه در جريان عمل آزاد مى شوند. هر دو فناورى ياد شده اكنون در مدل هاى اوليه با موفقيت مورد آزمايش قرار گرفته اند اما هر دو داراى محدوديت هايى هستند. نوترون ها به وسيله مواد پرهيدروژن مانند چوب يا بنزين يا سوخت يا لباس پراكنده مى شوند در نتيجه پرتو تابيده شده از دستگاه اول نمى تواند به درون محموله هاى حاوى اين مواد نفوذ كند و پرتو دستگاه دوم نمى تواند از محموله خارج شود.
محققانى كه دو فناورى ياد شده را در دست تكميل دارند هر كدام راه هايى را براى رفع مشكل پيشنهاد كرده اند. اما يك گروه سوم از پژوهشگران بر اين باورند كه چون هر روز مقادير زيادى مواد حاوى هيدروژن از بنادر وارد مى شود بنابراين بهتر است به جاى استفاده از نوترون به سراغ فوتون ها رفت و از آنها براى رديابى كمك گرفت. فوتون ها از توانايى نفوذ بالاترى در مواد هيدروژنى برخوردارند.
گروه اخير از محققان كه در دانشگاه ام آى تى مستقرند فناورى تازه اى را موسوم به تصويرنگارى با پرتو نور به واسطه تشديد هسته nuclear resonance fluorescence imaging كه به اختصار «ان آراف اى» NRFI ناميده مى شود. در اين دستگاه يك پرتو ايكس هسته همه اتم هاى موجود در محموله را تحريك مى كند. يك ردياب پرتو گاما اتم هايى را كه از خود فوتون هايى ساطع مى كنند اندازه مى گيرد و برحسب قدرت اين پرتو بدون آنكه موجب شكست هسته اتم شود نوع محموله را مشخص مى سازد. دستگاه اخير مى تواند هم مواد راديواكتيو و هم مواد غيرراديواكتيو را تشخيص دهد. به اين ترتيب اين دستگاه مى تواند همه انواع محموله هاى قاچاق را شناسايى كند. قرار است اين سه فناورى رقيب در پايان سال ۲۰۰۶ با يكديگر مقايسه شوند و مناسب ترين آنها براى استفاده در بنادر به كار گرفته شود.