Autor: Comunicaciones CCHEN

Entre el 2 y el 8 de enero de 2024, se desarrolló la segunda versión del taller de verano “atomZOOM, vocaciones STEM en la CCHEN”, con el que la Comisión Chilena de Energía Nuclear busca motivar vocaciones en niñas y niños en etapa escolar, con orientación a las áreas STEM, esto es, ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas.

Proceso de selección

En octubre de 2023, se lanzó una amplia convocatoria a estudiantes de todo el país para participar en esta instancia. Tras ello, se recibieron las postulaciones de quienes, para avanzar en el proceso, debieron elaborar un mini proyecto de ciencias y luego exponerlo a un comité evaluador.

Finalizado este proceso, 14 escolares de enseñanza media de la Región Metropolitana -donde diez fueron escogidos por bases y cuatro, por motivación- resultaron seleccionados para participar en atomZOOM, que comenzó la primera semana de enero, en el Centro de Estudios Nucleares La Reina de la CCHEN.

Programa del taller

El 2 de enero partió este taller de verano, con una charla de Gustavo Venegas, jefe (S) de la Oficina de Comunicaciones de la CCHEN, sobre conceptos básicos de radiación gamma, seguida de una charla introductoria a la bioquímica vegetal, por el Dr. Enrique Mejías, del Centro de Tecnologías Nucleares en Ecosistemas Vulnerables (CTNEV) de la CCHEN. La primera jornada finalizó con una charla de biología vegetal, a cargo de los profesionales del CTNEV, Dr. Daniel Villegas y Doris Ly.

Al día siguiente, los y las estudiantes se sumergieron en análisis morfométrico, de la mano de Daniel Villegas y Doris Ly, en el Laboratorio de Radiobiología Vegetal. Luego, fue el turno nuevamente del Dr. Enrique Mejías, quien introdujo al grupo en el mundo de la industria agroalimentaria.

Extracción de clorofila fue el tema con el que empezó la jornada del jueves 4, que continuó con activación neutrónica y sus aplicaciones en alimentos y vegetales, a cargo de Francisco Agüero del Departamento de Recursos Tecnológicos Compartidos (DrTEC) de la CCHEN, quien, tras la charla, invitó a las y los escolares al Laboratorio de Activación Neutrónica, para realizar un ejercicio. Para finalizar, asistieron a una charla sobre irradiadores y luego visitaron el laboratorio correspondiente, bajo la guía de Jorge Gamarra, a cargo del área de Irradiaciones de la CCHEN.

El último día de la semana capturó el interés del grupo, que aprendió sobre cálculo de dosis letal 50. Luego, comenzaron a trabajar en un proyecto interesante: crear un póster científico acerca de los efectos de la radiación ionizante en especies vegetales, ¡gran desafío!

Cabe destacar que, durante la semana, los y las estudiantes visitaron algunas instalaciones de la CCHEN, adicionales a las que conocieron como parte de los contenidos estudiados. Destacó la visita al reactor RECH-1, a los laboratorios de plasma y fusión nuclear, al laboratorio de investigaciones nucleares y al laboratorio de tejidos.

Llegó el lunes 8 de enero, y con ello el fin de esta segunda versión de atomZOOM. Para esta jornada, el equipo organizador simuló un congreso, donde los y las participantes, reunidos en duplas, presentaron sus pósteres, y respondieron preguntas del público. Al finalizar, recibieron la retroalimentación por parte de Doris Ly del CTNEV, quien observó uno a uno los trabajos realizados. A esta instancia asistió el presidente del Consejo de la Sociedad Civil de la CCHEN, Óscar Ulloa.

El taller culminó con palabras del Director Ejecutivo de la CCHEN, Luis Huerta Torchio, quien manifestó su satisfacción con los trabajos presentados, con los resultados de la experiencia y, en particular, con la motivación de los y las escolares. Luego, la estudiante Rocío Valenzuela dio algunas palabras para expresar, desde su punto de vista, por qué se motivaron a participar y cómo resultó la iniciativa. Antes de partir, cada estudiante recibió de manos del Director Ejecutivo y de la coordinadora de atomZOOM, Pamela Rebolledo, un diploma de participación.

Opiniones

“Tanto esta, como la versión de 2023 -donde también tuve la oportunidad de participar- ha sido una experiencia espectacular, el lugar es impresionante y los profesionales muy cercanos, porque se dan el tiempo de conversar con nosotros y les interesa que aprendamos”, señaló José Muñoz.

Por su parte, Christian Toro, resaltó que “lo que más me gustó fueron las visitas a las instalaciones, donde pudimos presenciar experimentos en física de plasma o experimentos de extracción de clorofila, sin dejar de lado la visita al reactor, que fue muy interesante. Noté mucho profesionalismo de la gente que trabaja aquí, y todo eso hizo de esta una experiencia totalmente recomendable”.

“Fueron días muy gratificantes para mí, donde obtuve mucha motivación para seguir por el camino de la ciencia. Realmente agradezco a la CCHEN que me haya permitido participar y conocer sus instalaciones. Si tienen la posibilidad de postular, les recomiendo que lo hagan, porque es una experiencia que no sólo les va a servir para el futuro, sino que también van a disfrutar mucho”, comentó Sofía Cardona.

“Lo que más me gustó fue lo didáctico del taller y la forma en que nos han mostrado todo lo relacionado con lo nuclear y las radiaciones ionizantes. Me inscribí porque sabía que la radiación está muy presente en nuestra vida, y acá me lo han explicado muy bien. Recibimos mucha ayuda de todos quienes nos atendieron, por tanto, valoro la experiencia de haber venido que, por lo demás, no cualquiera puede hacerlo, y eso la convierte en una instancia aún más única e inolvidable”, puntualizó Josefa Ponce.

“Estoy muy orgullosa de nuestros y nuestras atomZOOMERS 2024, quienes mostraron mucho respeto y, sobre todo, mucha motivación, lo que me impresionó de sobremanera. Durante el año seguiremos realizando actividades con el grupo, puesto que, como Centro de Transferencia del Conocimiento, buscamos impulsar más vocaciones STEM. A modo de adelanto, estamos planeando visitar colegios y hacer diversas actividades, para que más jóvenes se motiven a vivir esta experiencia”, concluyó Pamela Rebolledo.

Si navegas por la página principal de nuestro sitio web cchen.cl, tal como estás haciendo ahora, te darás cuenta que en el menú superior central se encuentra ubicado el ingreso a la Biblioteca CCHEN, donde podrás acceder a diversos títulos del ámbito nuclear de Chile y el mundo. Precisamente, este sitio hoy estrena una nueva cara, para posibilitar una navegación mucho más amigable. Ingresa aquí.

Colecciones nacionales e internacionales

En la página de la biblioteca de la CCHEN podrás encontrar libros, informes, papers y documentos varios, sobre energía nuclear, ingeniería nuclear, física nuclear, medicina nuclear, protección radiológica, radioquímica, irradiación de alimentos, materiales cerámicos, medioambiente, aplicaciones de la energía nuclear en agricultura, minería, y geología, entre otros.

“El trabajo que el área de la Biblioteca de la CCHEN ha venido realizando a lo largo de los años, ha posibilitado que hoy, tanto funcionarios y funcionarias, como el público general, pueda acceder a una gran variedad de títulos, no sólo referidos al quehacer de la Comisión, sino que también a contenidos proveniente de otras importantes fuentes de las que somos parte activa, en nuestra calidad de Estado Miembro del Organismo Internacional de Energía Atómica”, enfatizó Cecilia Navarrete Urbina, encargada de las bibliotecas CCHEN.

En ese contexto, destaca el rol que juega Chile en el Sistema Internacional de Información Nuclear (INIS) del OIEA. Se trata de una fuente que alberga una de las mayores colecciones mundiales de información publicada sobre los usos pacíficos de la ciencia y la tecnología nucleares.

 “Nuestro país contribuye con información valiosa a este Sistema, que es gratuito y accesible para todas las personas, por lo que esta vía se transforma en una muy interesante para navegar y conocer más acerca de la historia de la energía nuclear y sus usos pacíficos que tan positivamente impactan en nuestro país y en el mundo entero”, concluyó Cecilia Navarrete.

Sumado a lo anterior, nuestra biblioteca forma parte de la Red Regional de Información en el Área Nuclear de América Latina y el Caribe (RRIAN), cuyo objetivo es fomentar la cooperación y el uso compartido de los recursos de las bibliotecas participantes.

Contacto

Para acceder a estos contenidos, debe tomar contacto con cecilia.navarrete@cchen.cl o melisande.contreras@cchen.cl, en los siguientes horarios:

En el caso del Centro de Estudios Nucleares La Reina:

El número de contacto es +56 2 3646 166-165, de lunes a jueves de 09:00 a 12:30 hrs. y de 13:30 a 16:30 hrs., mientras que el viernes, el horario es de 09:00 a 12:30 hrs. y de 13:30 a 15:30 hrs.

En lo que respecta al Centro de Estudios Nucleares Lo Aguirre:

El número de contacto es +56 2 2470 3796, los días jueves de 09:00 a 12:30 hrs. y de 13:30 a 16:30 hrs., en tanto los días viernes está disponible de 09:00 a 12:30 hrs. y de 13:30 a 15:30 hrs.

El año 2023 cerró con muy buenas noticias para la Comisión Chilena de Energía Nuclear: una de ellas fue la adjudicación de fondos por parte de la Corporación de Fomento de la Producción (Corfo), en el marco de su convocatoria “Fortalecimiento de Institutos Tecnológicos Públicos – Etapa Perfil”, con la que entrega cofinanciamiento a Institutos Tecnológicos Públicos (ITP) existentes para fortalecer sus capacidades a nivel institucional, o bien, dentro de una o más áreas específicas.

En esa línea, la CCHEN busca fortalecer sus capacidades actuales y también generar otras nuevas que permitan el pleno cumplimiento de su misión institucional, relacionada al desarrollo productivo sostenible, mediante el conocimiento, la investigación, el desarrollo y la transferencia tecnológica, con una visión estratégica, de largo plazo y enfocada al bien público.

De ahí que los fondos serán empleados para el desarrollo de un diagnóstico de la situación institucional actual y sus proyecciones, junto al diseño e implementación de un plan estratégico que permita fortalecer las capacidades tecnológicas habilitantes, como activos de conocimiento, bienes públicos o productos de transferencia, orientados a ámbitos prioritarios para nuestro país, con miras a ampliar el alcance territorial y social del beneficio público, en forma equitativa.

Sumado a lo anterior, se realizará una propuesta de política que promueva la transferencia tecnológica y de conocimiento a sectores relevantes, que fomente la colaboración y el intercambio de conocimientos con otras instituciones, organizaciones y áreas.

Todo lo anterior implica un presupuesto que supera los $170.000.000, donde el cofinanciamiento de Corfo alcanza los cerca de $100.000.000.

“Esta es una excelente oportunidad para la CCHEN, como Instituto Tecnológico Público, de fortalecer sus capacidades y áreas técnicas específicas, que permitan cumplir de mejor manera nuestro objetivo de satisfacer necesidades actuales y futuras de la sociedad y de nuestro país. Nuestra institución tiene un gran potencial de desarrollar I+D que sólo nosotros podemos llevar a cabo en un nivel de excelencia, por lo que resulta imprescindible proyectar el futuro con miras a desarrollar al máximo nuestras capacidades”, señaló Daniela Ulloa Manzanarez, jefa (S) de la División de Investigación y Aplicaciones Nucleares (DIAN) de la CCHEN.

De acuerdo a lo anunciado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), el Dr. Jaime Romero, investigador del Centro de Física Nuclear y Espectroscopía de Neutrones (CEFNEN) de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), se adjudicó un proyecto Fondecyt de Iniciación 2024 para el estudio de “Simulaciones Monte Carlo transientes en un reactor nuclear de investigación con la inclusión de precursores de emisión de neutrones beta-retardados y comparación con experimentos dependientes del tiempo en reactores” (en inglés “Transient Monte Carlo in a research nuclear reactor with individual beta-delayed neutron precursors and comparison with time-dependent reactor experiments”). 

El objetivo de este proyecto es proponer una nueva herramienta a la comunidad científica. En concreto, se trata de un código Monte Carlo capaz de hacer simulaciones transientes -es decir, dependientes del tiempo- de un reactor nuclear, lo que permitirá por primera vez la realización de intercomparaciones entre experimentos de inserción de reactividad en el núcleo del reactor y un código Monte Carlo puro. Veamos de qué se trata.

En la cadena de fisión del uranio-235 se han identificado más de 270 núcleos que emiten neutrones, luego del proceso de desintegración beta, en tiempos que pueden llegar hasta minutos tras la reacción de fisión. A estos neutrones se les llama neutrones beta-retardados y son fundamentales para controlar un reactor. Antes de continuar, hagamos una pausa para explicar esto último.

En la reacción nuclear de fisión de un neutrón con un núcleo de uranio-235 se producen de 2 a 3 neutrones inmediatos, emitidos en un rango de tiempo del orden de femtosegundos (10-15 segundos) luego de la reacción. Por su parte, los neutrones beta-retardados se producen por desintegración de los núcleos productos de la reacción, en un rango de tiempo que va desde los milisegundos (10-3 segundos) hasta varios minutos luego de la reacción de fisión.

Neutrones beta-retardados

Desde la década del 1950, por motivos prácticos de cálculo, estos neutrones beta-retardados se agruparon en seis conjuntos, según su tiempo de emisión. Los códigos Monte Carlo y de cálculo de reactores han permanecido hasta el momento con esta asociación de seis a ocho grupos. Sin embargo, experimentos avanzados con núcleos exóticos realizados en las últimas décadas han permitido tener datos en detalle, con sus incertidumbres, de las propiedades fundamentales individuales de la mayoría de estos 270 precursores, tales como tiempos de vida media, probabilidades de desintegración, etc. 

Estos nuevos datos nucleares, sumados a la capacidad actual de computación (y supercomputación), permiten integrar datos individuales (no agrupados colectivamente) a cálculos en reactores nucleares, lo que posibilita evaluar la influencia individual de cada precursor en la operación del reactor. 

“Me motiva, por una parte, lograr desarrollar una herramienta de vanguardia que sea útil para estudiar procesos no estacionarios en reactores nucleares, tanto actuales como también pensando en reactores avanzados, y, por otro lado, conectar este ámbito más aplicado de la física nuclear con investigación fundamental en física nuclear, ya que esperamos que los resultados que obtengamos nos permitan proponer realizar medidas de propiedades de núcleos, que sean precursores de neutrones retardados, en grandes instalaciones. Nuestro norte es transformarnos en referentes internacionales, tanto en el área de simulaciones como en las propuestas de nuevas medidas que puedan surgir de nuestro estudio”, comentó el Dr. Jaime Romero.

¿Para qué podría servir este estudio en el futuro?

Para empezar, podría aplicarse en una simulación de reactores avanzados que utilizan nuevo tipo de combustible que circula en el reactor junto con su moderador, por lo que su condición normal de operación es transiente como, por ejemplo, los reactores de sales fundidas. 

Asimismo, puede aplicar a reactores avanzados, donde este código permitiría pensar en utilizar mezclas de materiales combustibles de los cuales se conocen individualmente los precursores beta-retardados, pero no el comportamiento colectivo de agrupación en seis a ocho conjuntos. 

Por otra parte, los experimentos que se pretenden realizar en este proyecto podrían ser útiles para evaluar, mediante intercomparaciones, futuros códigos que puedan tener la capacidad de simular escenarios transientes en reactores.

Estas capacidades de inclusión individual de precursores pueden fomentar nuevas medidas de datos nucleares de núcleos precursores identificados como núcleos relevantes en el proceso de operación de un reactor, y sus incertidumbres. Estas medidas se propondrán para ser estudiadas en grandes instalaciones nucleares como RIKEN o CERN. 

“La adjudicación de este proyecto es una muy buena noticia para nuestro Centro, ya que nos permite proyectar esta línea de investigación en Simulaciones Monte Carlo tiempo dependientes hacia el futuro, pensando en las oportunidades de colaboración que se nos abren, a partir del impacto que ha generado el desarrollo de este código en la comunidad nuclear en estos pocos años desde que se ha publicado los resultados del trabajo de tesis doctoral de Jaime, quien en la actualidad lidera estudios en esta área, y en el apoyo y proyección que nos brinda internamente pensando en las otras líneas de investigación del CEFNEN, tales como el Estudio de propiedades fundamentales de núcleos exóticos en grandes instalaciones y en Monitoreo y detección de neutrones”, comentó el Dr Francisco Molina, director del CEFNEN.

¿Sabías que podemos encontrar neutrones en la naturaleza? Se trata de aquellos que provienen de los rayos cósmicos. Sabiendo esto, te contamos de una campaña que realiza nuestro Centro de Física Nuclear y Espectroscopía de Neutrones (CEFNEN), en el marco del proyecto Fondecyt titulado “Medidas simultáneas de espectroscopía de neutrones provenientes de rayos cósmicos y de variables locales a lo largo de Chile” (1221364).

El objetivo es medir la distribución de energías de los neutrones cósmicos detectados y relacionarlos con variables locales, como la temperatura ambiente, la presión atmosférica, la humedad relativa del aire y del suelo, la velocidad del viento, la acumulación de nieve e, incluso, la composición del suelo. Ello es posible considerando la diversidad geográfica, geológica y climatológica de nuestro país. De ahí que el proyecto considere campañas experimentales desde Arica a Magallanes.

Tras ello, se espera realizar correcciones a las medidas que proveen los monitores de neutrones ubicados alrededor del mundo (https://www.nmdb.eu/), utilizados para medir indirectamente la actividad solar a través de la disminución o el aumento de la incidencia de rayos cósmicos en la atmósfera terrestre, y cuyas medidas de tasa de conteo de neutrones de alta energía sirven de insumo para diversos estudios y análisis. La evidencia muestra que la tasa de conteo de estos monitores, especialmente del monitor estándar NM-64, puede verse afectada por las variables mencionadas, disminuyendo la tasa de conteo de neutrones de energías menores a 30 MeV, hasta en un 15%, no teniendo relación con una actividad solar.

¡Nos fuimos al sur!

El 5 de noviembre de 2023, el equipo liderado por el Dr. Francisco Molina, e integrado por el Dr. Marcelo Zambra y el Dr. Jaime Romero, del CEFNEN; Mauricio Fernández y Jorge González, del Departamento de Transporte; y el estudiante de doctorado en Ciencias Físicas de la Universidad Andrés Bello (UNAB) y parte del equipo del CEFNEN, Franco López, emprendió rumbo al sur de Chile, portando 16 sistemas de detección de neutrones y una estación meteorológica. 

¿La primera parada? ¡Concepción! Fue la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Concepción la que los acogió del 5 al 9 de noviembre. En ese periodo, además, el Dr. Molina ofreció una charla a estudiantes y docentes para ahondar en los alcances de esta iniciativa.

La ruta continuó hacia el sur, para llegar a Temuco, donde el siguiente punto de mediciones fue la Facultad de Odontología del Campus Andrés Bello de la Universidad de La Frontera. En ese lugar permanecieron hasta el 14 de noviembre, donde también se realizó una charla acerca de esta campaña experimental. Ver más.

El equipo prosiguió su camino, cuya siguiente parada fue el Campus Villarrica de la Pontificia Universidad Católica de Chile en Villarrica, donde pernoctaron hasta el 18 de noviembre. Un terreno aledaño al Parque de Conservación Las Vertientes de Pupelde, en Chiloé, región de Los Lagos, fue la penúltima estación, donde el equipo instaló el equipamiento para continuar realizando sus mediciones, hasta el 26 de noviembre, para finalizar en la Universidad Austral de Chile, localizada en Valdivia, donde permanecieron hasta el 30 de noviembre.

Campañas anteriores

Recordemos que la primera campaña se realizó en noviembre de 2022, con el apoyo del Instituto de Física de la Pontificia Universidad Católica de Chile, en el campus San Joaquín de dicha casa de estudios superiores (ver más), para luego continuar hacia el norte, en el marco del XXIII Simposio Chileno de Física (SOCHIFI 2022), que tuvo lugar en Valparaíso, a finales de noviembre de 2022.

Luego, este año, el equipo de investigación del CEFNEN emprendió marcha hacia la región de Coquimbo y de Atacama. Allí se concentraron en el Observatorio Las Campanas, en la Universidad de Atacama, en el Salar de Maricunga, en el Desierto de Atacama y finalizaron en la Universidad de La Serena. Ver nota.