Medische isotopen worden dagelijks over de hele wereld gebruikt om kanker te visualiseren en te diagnosticeren, hartaandoeningen en andere ernstige aandoeningen. Echter, de productie van deze levensreddende medische isotopen kan gassen uitstoten die, terwijl het geen gevaar vormt voor het publiek, hebben kenmerken die lijken op die van een nucleaire explosie.

Het Pacific Northwest National Laboratory van het Department of Energy werkt samen met productiefaciliteiten over de hele wereld om monitoren te installeren die meer inzicht geven in de niveaus en timing van deze emissies. Met behulp van die informatie, regeringen en instanties die op zoek zijn naar handtekeningen van nucleaire explosies, kunnen hun metingen gemakkelijker beoordelen en ervoor zorgen dat emissies van de productie van medische isotopen niet verkeerd worden geïnterpreteerd.

In oktober, PNNL werkte samen met de Australian Nuclear Science and Technology Organization om een ​​detectorsysteem te installeren bij ANSTO's productiefaciliteit voor medische isotopen in Lucas Heights, Australië. Eerder, het Instituut voor Radio-elementen in Fleurus, België installeerde een monitor in zijn afvalwaterstapel. Zowel IRE als ANSTO produceren de medische isotoop Molybdeen‑99, of Moly-99, door uranium in een reactor te bestralen. Gasvormige splijtingsproducten, zoals de isotopen van Xenon, komen daarbij vrij, toenemende wereldwijde achtergrondniveaus van dit gas.

"Deze eersteklas sensorsystemen, één op elk halfrond, zal helpen met internationale metingen voor het detecteren van ondergrondse nucleaire explosies, " zei Juda Friese, hoofdonderzoeker bij PNNL. "Hoewel dit de eerste bedrijven zijn die deze systemen installeren, er zijn meer installaties gepland op locaties over de hele wereld om het vertrouwen in internationale monitoring van nucleaire explosies te vergroten."

De voorbereidende commissie voor de Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization merkt op dat vier radioxenon-isotopen mogelijke indicatoren zijn van een nucleaire explosie en forensisch bewijs kunnen leveren voor analisten. CTBTO PrepCom-analisten volgen radioxenon in de lucht via het International Monitoring System.

Wetenschappers van PNNL zijn experts in het ontwikkelen van methoden voor het detecteren van extreem lage niveaus van radioactieve isotopen. Hoewel de monitoren die in de stapels worden geïnstalleerd, kant-en-klare apparaten zijn, ze zijn enigszins aangepast aan de PNNL-specificaties.

"Het is belangrijk om de niveaus en timing van xenon te begrijpen die vrijkomen door medische isotopenfaciliteiten over de hele wereld, die belangrijk is maar tot nu toe relatief onbekend is, " zei Friese. "Gegevens van stapelvrijgaven ondersteunen het werk van analisten die de wereld controleren op nucleaire explosies."

PNNL werkt samen met de Amerikaanse ministeries van Buitenlandse Zaken en Defensie en de National Nuclear Security Administration om extra detectoren te installeren via een project genaamd STAX, of brontermanalyse van xenon.

Er zijn momenteel geen bedrijven in de Verenigde Staten die Moly-99 produceren via de splijting van uranium. Echter, ongeveer 40, 000 Amerikanen krijgen elke dag doses Technetium-99m, meestal om kanker te diagnosticeren, hartaandoeningen en andere ernstige gezondheidsproblemen. Technetium-99m is een kortlevende dochter radio-isotoop van Moly-99. Wereldwijd, er zijn ongeveer 40 miljoen procedures per jaar waarbij Technetium-99m betrokken is, waarvan het grootste deel is afgeleid van op splijting gebaseerde Moly-99 dat tijdens het productieproces radioxenon afgeeft.

Het netwerk van stackmonitors zal vertrouwelijk gegevens naar een centrale database verzenden voor compilatie, analyse, en screening. Eventueel, de gegevens die door deze stackmonitors worden gegenereerd, zullen worden gebruikt in een model dat xenonniveaus in de atmosfeer voorspelt. In het geval van een vermoedelijke nucleaire explosie, deze kennis kan snel ongerelateerde bronnen van xenon uitsluiten.