Para la caracterización radiológica 3D se utilizaron las más modernas herramientas tecnológicas disponibles, contando con la cooperación de expertos del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE). Se realizaron dos tipos de actuaciones:
Se registraron:
Para la caracterización radiológica en profundidad (1 → 5 m) se efectuaron 300 sondeos, a partir de cuyos testigos se obtuvieron más de 700 muestras de suelo en profundidad para sus correspondientes evaluaciones espectrométricas.
Este trabajo fue realizado entre 2006 y 2009, interviniendo cerca de un centenar de expertos en distintas disciplinas.
El informe final fue remitido en marzo de 2009 al CSN para su consideración y sometido a una revisión entre pares por parte de expertos del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) cuya evaluación fue muy positiva mencionando que la caracterización radiológica se había efectuado según las recomendaciones internacionales y que la información obtenida debe servir para la eventual rehabilitación de los terrenos afectados.
A petición del Parlamento Europeo, en el marco del Artículo 35 del Tratado de EURATOM, una representación de la Dirección General de Energía (DG-ENER) de la Comisión Europea, compuesta por dos expertos en vigilancia radiológica ambiental realizó, durante en abril de 2010, una misión de verificación de la situación y actividades de vigilancia que se llevan a cabo en el entorno de Palomares. El equipo de verificación reconoció el importante trabajo científico que está desarrollando el CIEMAT con el objetivo de reducir el volumen de la tierra contaminada, destacó la amplitud y la calidad del programa de caracterización radiológica, las investigaciones realizadas y la adecuación de las medidas adoptadas para controlar el acceso a las parcelas afectadas y así garantizar la protección del público.