Investigadors de l’Institut de Física Corpuscular (IFIC) han desenvolupat un nou detector per a mesurar la desintegració beta, un dels processos de desintegració radioactiva que es produeixen en el nucli atòmic. Aquest sistema aporta noves dades per a entendre els processos que es produeixen a l’interior d’un reactor nuclear.
Provat amb èxit en la instal·lació finlandesa IGISOL i destinat al futur laboratori europeu de física nuclear FAIR, les seues aplicacions van des dels estudis sobre estructura nuclear i física de neutrins fins al desenvolupament de detectors portàtils de manipulacions de combustible nuclear al marge dels tractats internacionals.
El nou detector desenvolupat pel grup d’Espectroscopia Gamma i Neutrons de l’IFIC es denomina DTAS, està fabricat de cristalls de Iodur de sodi (NaI) i ha sigut dissenyat íntegrament en el centre d’investigació valencià. A diferència dels detectors de Germani (Ge) utilitzats tradicionalment per a mesurar la desintegració beta, “DTAS funciona com un calorímetre o espectròmetre d’absorció total”, és a dir, detecta les cascades de radiació gamma originades en aquest procés nuclear i suma tota l’energia, explica Alejandro Algora, investigador de l’IFIC participant en el projecte.
Al contrari que altres desintegracions radioactives del nucli atòmic, la desintegració beta emet un espectre d’energia continu, per la qual cosa, aparentment, en el procés desapareixeria certa quantitat d’energia. Com açò viola una de les lleis fonamentals de la Física (l’energia ha de conservar-se en tot procés), Wolfgang Pauli va proposar en 1930 l’existència d’una partícula que no havia de detectar-se, el neutrí. La seua existència es va comprovar en 1956 a partir de neutrins procedents d’una central nuclear als Estats Units, ja que els processos produïts en els reactors nuclears generen abundants neutrins.
El detector de l’IFIC actua com un calorímetre que suma l’energia de les radiacions gamma emeses immediatament després del procés beta, reconstruint posteriorment la probabilitat del procés beta mitjançant eines d’anàlisi també desenvolupades pels investigadors espanyols. Segons Algora, aquest sistema permet treballar amb una eficiència de detecció propera al 100% per a determinar la probabilitat del procés, mentre que l’eficiència dels detectors de Germani convencionals és molt baixa.
Els investigadors de l’IFIC acaben de comprovar el funcionament d’aquest nou detector en la instal·lació IGISOL-IV, del laboratori finlandés de Jyvaskyla, en el que suposa la reestrena d’una instal·lació important per a la física nuclear europea després d’un procés de renovació per la instal·lació d’un nou accelerador de partícules (ciclotró). Però DTAS està pensat per a operar en FAIR, el nou laboratori europeu per a la física nuclear que s’està construint a Darmstadt (Alemanya).
Per a Alejandro Algora, a més de contribuir als estudis d’estructura nuclear, aquest nou detector permetrà millorar les mesures que realitzen els investigadors que es dediquen a la física de neutrins, un dels camps més interessants en la Física en els últims anys. Diversos experiments al voltant del món, entre ells Double Chooz a França (amb una important participació espanyola), tracten d’esbrinar els paràmetres que regeixen una de les últimes característiques d’aquesta elusiva partícula elemental que falten per mesurar, el fenomen conegut com a oscil·lació, per a açò pot resultar útil aquest nou detector.
La millora del sistema de mesurament de la desintegració beta també facilitaria, segons Algora, el desenvolupament de detectors de neutrins portables per a monitorizar el combustible utilitzat a l’interior d’un reactor nuclear a una certa distància, ja que els neutrins produïts escapen del seu interior sense que es puguen detindre. L’Agència Internacional de l’Energia Atòmica (IAEA, per les seues sigles en anglés) té interés a desenvolupar aquest tipus de detectors capaços de monitorizar manipulacions en els combustibles nuclears al marge dels tractats internacionals.
Data d'actualització: 16 de d’abril de 2014 14:18.
Llista de notícies
