维度网讯，美国橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员开发出一种识别隐藏核材料的新方法，该方法将核分析代码SAMMY与多功能中子成像仪器（VENUS）的高分辨率中子透射数据相结合。

这两项技术的结合为非破坏性分析（NDA）提供了新途径。NDA是一种主要应用于核工业的分析技术，可在不改变或破坏检测物品的情况下，识别并量化铀和钚等放射性材料。

这一方法由美国能源部橡树岭国家实验室的研究人员设计，旨在加强核安保、核取证以及国家安全行动。

“这是一个完美的匹配，不仅在于SAMMY和VENUS两项技术之间，更在于橡树岭国家实验室的人员和能力之间，”报告第一作者、核数据组的研发人员Luiz Leal博士表示。

该方法结合了VENUS和SAMMY。VENUS是散裂中子源（Spallation Neutron Source）上的世界级中子成像仪器，该设施是目前世界上最强加速器基脉冲中子源。SAMMY是一个长期用于全球核共振数据精炼的核分析代码。

该方法依赖于中子指纹，即中子束与原子核相互作用时产生的独特共振特征。通过分析这些特征，科学家可以确定未知或屏蔽核材料的确切组成，而无需拆解它们。

核共振源自中子截面，这是最重要的核数据点之一。截面描述了中子与原子核相互作用的概率，它们就像同位素的指纹。

“通过开发共振特征可以识别它们，共振特征是通过将中子束以一定能量范围照射样品材料产生的，”Leal说，“像VENUS这样的工具可以通过中子透射开发这种特征。”

据团队介绍，每种同位素在暴露于不同能级的中子束时会产生独特的共振图案。SAMMY通常用于从实验数据中精炼共振参数，但其在此次工作中帮助团队通过匹配来自VENUS的中子共振特征来识别未知材料。

“在这项工作中，我们反向应用了SAMMY，”核数据组的核数据科学家Jesse Brown博士说，“我们要求代码识别并匹配通过中子透射收集到的指纹，以确定未知样品的组成。”

团队使用金、钽和天然铪样品测试了该方法。金和钽是较简单的基线材料，而铪则带来了更大的挑战，因为它包含六种天然存在的同位素，其中子信号相互重叠。

“就同位素而言，金和钽相对简单。天然铪则不然，”Leal透露，“它包含六种不同的同位素，它们的中子信号相互重叠。”

该系统成功分离了信号并高精度地识别了材料组成。“能够分离这些信号表明，SAMMY结合VENUS的高质量数据可以识别具有复杂组成的真实材料，”Leal继续说道。

据团队介绍，这一成就凸显了VENUS的真正潜力。该仪器可以在几分钟内而非几天内完成精确测量，从而显著加速核分析工作流程。

团队认为，该技术可能在涉及屏蔽和危险材料的反应堆研究、辐照后检验和核取证调查中发挥重要作用。“这项研究清楚地证明了VENUS生产的高质量实验数据的关键作用，”核数据组组长Klaus Guber博士在新闻稿中总结道。

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