Cientistas desenvolvem método para detectar materiais radioativos em ouro e cobre

Célula de colisão. (Imagem de Andrea Starr do Pacific Northwest National Laboratory).

Pesquisadores do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico, do Departamento de Energia dos EUA, desenvolveram um método promissor para transformar a forma como os elementos ultra-traço são separados e detectados.

Os níveis de ultra-traços de materiais radioativos podem causar estragos em equipamentos sensíveis, como microchips, transistores, sensores ou instrumentos em busca de novas partículas.

Em um artigo publicado no Journal of Analytical Atomic Spectroscopy, os cientistas disseram que os baixos níveis de elementos radioativos problemáticos que ocorrem naturalmente, como átomos de urânio e tório, são frequentemente colocados entre metais valiosos como ouro e cobre, que entram nos componentes elétricos e outros instrumentos eletrônicos. Até agora, tem sido extraordinariamente difícil descobrir quanto é encontrado em amostras de minério extraídas em todo o mundo.

No entanto, a equipe liderada por Khadouja Harouaka, Isaac Arnquist e Greg Eiden encontrou uma maneira de detectar os traços radioativos enviando suas amostras através de uma série de câmaras de isolamento em uma célula de colisão.

Essas câmaras primeiro filtram e depois colidem os átomos raros com o oxigênio simples, criando uma molécula "marcada" de um peso molecular único que pode ser separada por seu tamanho e carga.

Os pesquisadores disseram que o efeito é como encontrar uma maneira de amarrar um balão de hélio a cada átomo de tório ou urânio para que flutue sobre o mar de amostras de ouro e possa ser contado com um espectrômetro de massa.

Em outras palavras, na câmara da célula de colisão, átomos carregados de tório e urânio reagem com o oxigênio, aumentando seu peso molecular e permitindo que se separem de outros sinais sobrepostos que podem disfarçar sua presença.

“É particularmente difícil medir níveis baixos de tório e urânio em metais preciosos como o ouro que entra nos componentes elétricos”, disse Harouaka em um comunicado à mídia.

“Com esta nova técnica, podemos superar esse desafio e atingir limites de detecção tão baixos quanto 10 partes por trilhão em ouro.”

Além de ajudar a eliminar intrusos indesejados e radioativos em tais detectores, a inovação pode ajudar a aprimorar ainda mais a química que produz o cobre eletroformado mais puro do mundo.

Este cobre forma um componente chave de detectores, incluindo aqueles usados ​​para verificação de tratados nucleares internacionais.