原子能机构保障视察员收集环境样本。(照片：国际原子能机构)

原子能机构汇集了分析人员和专家，以核实核材料和技术仅用于和平目的。原子能机构根据从官方国家声明、现场核查活动和其他保障相关信息中收集的信息提供可信保证。原子能机构视察员在现场可能开展的一项活动是从核设施和其他相关场所收集和分析样本——主要是核材料和环境样本。

自 20 世纪 70 年代以来，收集核材料样本用于核材料核算。样品通常含有克级量的铀和毫克至微克量的钚。这些样品装在安全密封的特殊小瓶和保护容器中，并运往位于奥地利塞伯斯多夫的 IAEA 核材料实验室进行分析。2021 年，原子能机构收集了 700 多个核材料样本。

“从原子能机构视察员收集样品到在原子能机构实验室进行分析，再到在维也纳对结果进行最终评估，严格的质量检查过程可确保结果正确并得出适当的结论，”主任史蒂文·巴尔斯利说原子能机构保障分析服务办公室。

1990 年代，国际原子能机构视察员开始进行环境取样，这已被证明是用于检测未申报核材料或核活动的最重要工具之一。环境样本由 10 厘米 x 10 厘米的棉布组成，国际原子能机构保障检查员在表面上轻扫，以拾取数百万个微小的灰尘颗粒。这种粉尘包含的信息不仅表明是否存在核材料，还表明类型(例如分离钚或高浓缩铀)、核材料的年龄和其他材料的存在。

“通过分析检查员在现场收集的棉签，原子能机构可以检测重量低于万亿分之一克的核材料，”原子能机构环境采样保障信息分析师托德·莫克说。

2021 年，原子能机构收集了 470 多个环境样本。大约 80% 的环境样本由属于分析实验室网络 (NWAL) 一部分的 16 个外部实验室进行了分析，其余的在塞伯斯多夫的原子能机构环境样本实验室 (ESL) 进行了分析。NWAL 经 IAEA 认证，由 IAEA 成员国和欧洲委员会的外部实验室组成，补充了 IAEA 在塞伯斯多夫的自有实验室开展的工作。

环境采样的工作原理

环境样品的分析需要仔细处理和高度灵敏的仪器，不仅要检测痕量核材料，还要确保样品仅包含来自指定位置的颗粒。在样本采集之前，检查员会进行检查前检查，检查时他们会擦拭自己的衣服，以了解检查员在采样过程中采集样本时产生的颗粒痕迹。

检查员两人一组收集环境样本，以尽可能减少污染。一名检查员处理“脏”的擦拭，另一名检查员负责采样设备。

当样本到达实验室时，它们会通过重新标记每个样本的过程进行匿名处理，以确保独立分析。然后筛选样品中是否存在放射性核素。筛选结果将发送给信息分析员，信息分析员会指派至少两个实验室在特定指示下对样本进行更详细的分析。

有两种基本类型的分析：体积分析和颗粒分析。

批量分析技术可以检测极少量的核材料，并用于确定轻扫中铀和钚的数量，以及平均同位素组成。原子能机构自 20 世纪 90 年代中期以来一直使用批量分析，最适合检测痕量核材料的存在。这种类型的分析需要将整个滑动溶解在溶液中，这可能需要几天时间。然后，高度精密的设备分析溶解的擦拭溶液的液滴。平均而言，批量分析每个样本需要三到四个星期。

粒子分析通常需要几天时间，用于确定单个粒子中铀和钚的同位素组成，揭示不同的材料和过程。这是通过从擦拭样品中吸取微小颗粒并将它们放在平板上以使用精密仪器进行分析以确定同位素信息来完成的。ESL从1999年开始使用质谱仪进行粒子分析，2022年，IAEA安装了一台新的大型几何二次离子质谱仪，使其粒子分析能力保持在最高水平。

分析完成后，结果将上传到安全数据库，供 IAEA 的信息管理专家进一步评估和分析。然后将这些结果与所有其他相关信息一起用于支持保障措施结论的得出。