原子能機構保障視察員收集環境樣本。(照片：國際原子能機構)

原子能機構匯集了分析人員和專家，以核實核材料和技術僅用于和平目的。原子能機構根據從官方國家聲明、現場核查活動和其他保障相關信息中收集的信息提供可信保證。原子能機構視察員在現場可能開展的一項活動是從核設施和其他相關場所收集和分析樣本——主要是核材料和環境樣本。

自 20 世紀 70 年代以來，收集核材料樣本用于核材料核算。樣品通常含有克級量的鈾和毫克至微克量的钚。這些樣品裝在安全密封的特殊小瓶和保護容器中，并運往位于奧地利塞伯斯多夫的 IAEA 核材料實驗室進行分析。2021 年，原子能機構收集了 700 多個核材料樣本。

“從原子能機構視察員收集樣品到在原子能機構實驗室進行分析，再到在維也納對結果進行最終評估，嚴格的質量檢查過程可確保結果正確并得出適當的結論，”主任史蒂文·巴爾斯利說原子能機構保障分析服務辦公室。

1990 年代，國際原子能機構視察員開始進行環境取樣，這已被證明是用于檢測未申報核材料或核活動的最重要工具之一。環境樣本由 10 厘米 x 10 厘米的棉布組成，國際原子能機構保障檢查員在表面上輕掃，以拾取數百萬個微小的灰塵顆粒。這種粉塵包含的信息不僅表明是否存在核材料，還表明類型(例如分離钚或高濃縮鈾)、核材料的年齡和其他材料的存在。

“通過分析檢查員在現場收集的棉簽，原子能機構可以檢測重量低于萬億分之一克的核材料，”原子能機構環境采樣保障信息分析師托德·莫克說。

2021 年，原子能機構收集了 470 多個環境樣本。大約 80% 的環境樣本由屬于分析實驗室網絡 (NWAL) 一部分的 16 個外部實驗室進行了分析，其余的在塞伯斯多夫的原子能機構環境樣本實驗室 (ESL) 進行了分析。NWAL 經 IAEA 認證，由 IAEA 成員國和歐洲委員會的外部實驗室組成，補充了 IAEA 在塞伯斯多夫的自有實驗室開展的工作。

環境采樣的工作原理

環境樣品的分析需要仔細處理和高度靈敏的儀器，不僅要檢測痕量核材料，還要確保樣品僅包含來自指定位置的顆粒。在樣本采集之前，檢查員會進行檢查前檢查，檢查時他們會擦拭自己的衣服，以了解檢查員在采樣過程中采集樣本時產生的顆粒痕跡。

檢查員兩人一組收集環境樣本，以盡可能減少污染。一名檢查員處理“臟”的擦拭，另一名檢查員負責采樣設備。

當樣本到達實驗室時，它們會通過重新標記每個樣本的過程進行匿名處理，以確保獨立分析。然后篩選樣品中是否存在放射性核素。篩選結果將發送給信息分析員，信息分析員會指派至少兩個實驗室在特定指示下對樣本進行更詳細的分析。

有兩種基本類型的分析：體積分析和顆粒分析。

批量分析技術可以檢測極少量的核材料，并用于確定輕掃中鈾和钚的數量，以及平均同位素組成。原子能機構自 20 世紀 90 年代中期以來一直使用批量分析，最適合檢測痕量核材料的存在。這種類型的分析需要將整個滑動溶解在溶液中，這可能需要幾天時間。然后，高度精密的設備分析溶解的擦拭溶液的液滴。平均而言，批量分析每個樣本需要三到四個星期。

粒子分析通常需要幾天時間，用于確定單個粒子中鈾和钚的同位素組成，揭示不同的材料和過程。這是通過從擦拭樣品中吸取微小顆粒并將它們放在平板上以使用精密儀器進行分析以確定同位素信息來完成的。ESL從1999年開始使用質譜儀進行粒子分析，2022年，IAEA安裝了一臺新的大型幾何二次離子質譜儀，使其粒子分析能力保持在最高水平。

分析完成后，結果將上傳到安全數據庫，供 IAEA 的信息管理專家進一步評估和分析。然后將這些結果與所有其他相關信息一起用于支持保障措施結論的得出。