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Haces radiactivos de neutrones

El neutrón es la herramienta ideal por explorar la estructura de los materiales. A pesar de sus propiedades únicas, los haces radiactivos ricos en neutrones pesados aún no han sido explorados. Este proyecto se refirió al uso de neutrones energéticos para inducir la fisión del uranio. La técnica pionera ofrece nuevas posibilidades para los estudios experimentales de núcleos ricos en neutrones y de la síntesis del más pesado de los elementos.

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Las partículas subatómicas eléctricamente neutras muestran muchas propiedades interesantes. Al igual que los electrones no pesados y los rayos X, pueden utilizarse para obtener imágenes de las estructuras atómicas. Al contrario que aquéllos, son altamente penetrantes proporcionando información sobre muchos elementos, incluido el hidrógeno. Además, sus propiedades magnéticas pueden sondear materiales magnéticos y, debido a su energía, son capaces de revelar los movimientos atómicos en detalle. Todo esto hace de los neutrones uno de los medios más eficaces de investigación de un amplio espectro de problemas, desde la física fundamental hasta la física y química del estado sólido, y desde la ciencia de materiales hasta la biología, la medicina y la ciencia medioambiental. Hasta ahora, el desarrollo de haces radiactivos ricos en neutrones pesados parecía casi imposible debido a las necesidades de energía asociadas al proceso. Pues bien, este proyecto de investigación ha ideado una técnica de explotación de los neutrones rápidos y energéticos para inducir la fisión del uranio, y proporcionó haces de núcleos ricos en neutrones a energías de unos pocos MeV. Tales energías permiten al haz radiactivo penetrar más profundamente en los átomos sin ser repelido por los núcleos diana. Por consiguiente, la técnica posibilita los estudios experimentales de núcleos ricos en neutrones y de la síntesis de los elementos más pesados. Con la ayuda de esta técnica, los deuterones son inicialmente conducidos a un conversor que tiene el espesor suficiente para evitar el escape de la partícula cargada. La ruptura de los deuterones libera neutrones energéticos que se dirigen a un blanco espeso de uranio fisionable. Los productos de fisión así generados son reunidos en el blanco, difundidos a la superficie de la que se evaporan, ionizados, separados según su masa y finalmente acelerados. Este método tiene varias ventajas. La temperatura baja del conversor altamente activado asegura la inmutabilidad del flujo de neutrones. Además, cuando golpean el blanco los neutrones sólo pierden energía en interacciones nucleares útiles y tienen un alto poder de penetración que permite el uso de espesores grandes. Hay más, el proyecto culminó con un número grande de resultados que proporcionaron nuevos datos para la optimación de modelos nucleares. Los datos son muy ventajosos para los cálculos de la nucleosíntesis que desempeña un papel importante en el conocimiento de varios isótopos, particularmente en el área de astrofísica. Para un informe completo de esta I+D, visitar la página: http://www.ganil.fr/research/sp/reports/

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