Таможенник не может разобрать чемодан на части, чтобы узнать, что внутри. Он просвечивает его рентгеном и по теням на экране понимает: вот металл, вот органика. Примерно так же инспектор будущих договоров о ядерном разоружении должен проверять боеголовку — не открывая её и не видя секретной начинки.
Нейтроны для такой проверки подходят лучше рентгена. Если направить на предмет пучок нейтронов, часть из них поглотится ядрами урана или плутония. Но поглощение происходит не равномерно: при определённых энергиях нейтронов ядра «съедают» их особенно жадно. Это похоже на свет, проходящий через витраж: одни цвета стекло пропускает, другие гасит. По тому, какие именно цвета пропали, можно сказать, какие металлы добавлены в стекло.
Учёные собрали установку размером с небольшой стол. В ней нейтроны пролетают всего два метра, и за это время измеряется время их полёта — по нему вычисляется энергия. Если в образце есть, скажем, уран-235, то на графике появится характерный провал на энергии около 1–100 электрон-вольт. Такой провал — как отпечаток пальца: у каждого изотопа он свой, и по нему можно понять, что именно лежит перед инспектором.
Проверили на трёх материалах: высокообогащённом уране, обеднённом уране и реакторном плутонии. За два часа набралось достаточно данных, чтобы увидеть все нужные провалы. Затем программа REFIT сравнила их с расчётными и выдала состав: долю урана-235 определили с точностью до 5%, а изотопный состав плутония — до 6%. Для первого доказательства работоспособности это хороший результат.
Такая установка может стать инструментом доверия: одна сторона показывает, что в боеголовке действительно уран, а не муляж, но не раскрывает точную конструкцию. Нейтронный «витраж» высвечивает только состав, а не чертежи. Это как подпись под документом: она подтверждает подлинность, но не выдаёт содержание.
Время пролёта нейтрона через двухметровую трубу — около 200 микросекунд, это в сто раз быстрее, чем моргает глаз.
В сериале «Пространство» таможенники Марса сканируют корабли на наличие ядерных материалов — похоже, будущее уже наступило.