{"id":4875,"date":"2020-02-10T15:10:38","date_gmt":"2020-02-10T19:10:38","guid":{"rendered":"https:\/\/www.cchen.cl\/?p=4875"},"modified":"2020-02-10T15:10:38","modified_gmt":"2020-02-10T19:10:38","slug":"investigadores-de-la-cchen-buscan-determinar-la-distribucion-de-energia-de-neutrones-en-la-fusion-nuclear","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.cchen.cl\/?p=4875","title":{"rendered":"Investigadores de la CCHEN buscan determinar la distribuci\u00f3n de energ\u00eda de neutrones en la fusi\u00f3n nuclear"},"content":{"rendered":"

El neutr\u00f3n es uno de los componentes fundamentales del n\u00facleo at\u00f3mico, siendo una de sus propiedades fundamentales su carga el\u00e9ctrica: cero. Esta peculiaridad hace del neutr\u00f3n una part\u00edcula muy dif\u00edcil de detectar. Asimismo, cabe destacar que est\u00e1 presente en dos de los procesos en los que el n\u00facleo libera grandes cantidades de energ\u00eda, esto es, en las reacciones nucleares de fisi\u00f3n y fusi\u00f3n.<\/p>\n

Pensando en estudiar emisiones de neutrones en reacciones de fusi\u00f3n, el Departamento de Ciencias Nucleares mont\u00f3 un experimento con el que pretende medir el espectro de energ\u00eda de los neutrones producidos en un plasma denso y caliente de corta duraci\u00f3n, generado por un dispositivo plasma focus.<\/p>\n

El desarrollo de esta iniciativa, que se ha extendido por m\u00e1s de 20 d\u00edas desde el 13 de enero, fue ideada y organizada por los Dres. Francisco Molina y Cristian Pavez (CCHEN<\/abbr>) y por el Dr. Ariel Tarife\u00f1o-Saldivia, de la Universidad Polit\u00e9cnica de Catalu\u00f1a, Espa\u00f1a.<\/p>\n

La iniciativa se enmarca en los objetivos de tres proyectos: uno de FONDECYT [1], a cargo del Dr. Francisco Molina; un proyecto Anillo de CONICYT [2], a cargo de los Dres. Leopoldo Soto y Cristi\u00e1n Pavez, tambi\u00e9n de la CCHEN<\/abbr>; y un tercer proyecto (externo) de la Universidad Polit\u00e9cnica de Catalu\u00f1a, dirigido por el Dr. Ariel Tarife\u00f1o-Saldivia [3].<\/p>\n

Para esta campa\u00f1a experimental se busc\u00f3 un lugar que ofreciera bajas condiciones de scattering (dispersi\u00f3n) de neutrones, ideal para minimizar la detecci\u00f3n de neutrones que rebotan en la sala y optimizar el conteo de neutrones directos de la fuente. En la sala multiusos del Centro de Estudios Nucleares La Reina se encontraron estas condiciones, por lo cual se construy\u00f3 all\u00ed una estructura transitoria de perfiles de aluminio, ya que su probabilidad de interacci\u00f3n con los neutrones de la descarga es menor que la de otros materiales (hierro, pl\u00e1stico o madera).<\/p>\n

As\u00ed, Molina coment\u00f3 que \u201ccoordinar y concretar una campa\u00f1a experimental como esta, en tan corto tiempo, requiere experiencia y una importante preparaci\u00f3n. En esta colaboraci\u00f3n, la forma de trabajo se asemeja m\u00e1s a la de los experimentos realizados en grandes instalaciones de f\u00edsica nuclear donde los tiempos son acotados, obligando al equipo a abocarse de lleno a las tareas requeridas<\/strong><\/em>\u201d.<\/p>\n

Molina agreg\u00f3 que en el Laboratorio de Investigaci\u00f3n Nuclear los estudiantes de postgrado han sido fundamentales para el desarrollo de esta campa\u00f1a in\u00e9dita, debido a su formaci\u00f3n: \u201cellos ya han vivido la experiencia de participar en este tipo de experimentos en el extranjero (RIKEN de Jap\u00f3n y CERN de Francia) y cuentan con la formaci\u00f3n adecuada en electr\u00f3nica nuclear, simulaciones Monte Carlo y an\u00e1lisis de datos<\/strong><\/em>\u201d.<\/p>\n

La experiencia de medir neutrones provenientes de plasmas pulsados en estas condiciones es \u00fanica en el mundo, no obstante, Molina argument\u00f3 que \u201cpor parte del Laboratorio de Plasmas y Fusi\u00f3n Nuclear, el cabal conocimiento de sus dispositivos plasma focus y el manejo de la detecci\u00f3n de neutrones pulsados ha permitido adelantar, preparar y sobreponerse a situaciones que podr\u00edan haber arriesgado el correcto desarrollo de la campa\u00f1a<\/strong><\/em>\u201d.<\/p>\n

Cada parte ofrece un aporte concreto. En el caso del proyecto de Francisco Molina, el objetivo del experimento es obtener el espectro de energ\u00edas en la emisi\u00f3n \u201cdisparo a disparo\u201d, observando la emisi\u00f3n de neutrones desde distintos \u00e1ngulos. Esto, toda vez que simular, dise\u00f1ar, construir y testear un espectr\u00f3metro de neutrones, capaz de medir tanto fuentes continuas como pulsadas en amplio rango, permitir\u00e1 a la Instituci\u00f3n contar con una herramienta \u00fanica de caracterizaci\u00f3n de campos neutr\u00f3nicos.<\/p>\n

Por su parte, el proyecto ANILLO, liderado por el Dr. Leopoldo Soto, busca realizar una mejor caracterizaci\u00f3n de la emisi\u00f3n de neutrones en los equipos de plasmas pulsados, dise\u00f1ados y construidos en la CCHEN<\/abbr>. En una de las m\u00e1s relevantes investigaciones que ha liderado los \u00faltimos a\u00f1os, estudia el efecto de las radiaciones pulsadas (rayos X y neutrones) en materia viva, particularmente en c\u00e9lulas cancerosas. De este modo, el experimento arrojar\u00e1 tambi\u00e9n aqu\u00ed frutos consistentes.<\/p>\n

Finalmente, el proyecto del doctor Tarife\u00f1o-Saldivia busca desarrollar un dos\u00edmetro ambiental de mejor portabilidad (menor peso y tama\u00f1o), mejor sensibilidad energ\u00e9tica y con la capacidad de responder a emisiones de neutrones provenientes de una estructura temporal compleja (continua, pulsada y cuasi-continua).<\/p>\n

El Dr. Cristian Pavez cont\u00f3 que \u201cpara comprender las caracter\u00edsticas del plasma es fundamental interrogarlo y observarlo con t\u00e9cnicas experimentales precisas. Por ejemplo, una buena medici\u00f3n del espectro de los neutrones emitidos por los plasmas densos producidos en nuestros equipos plasma focus podr\u00eda entregar informaci\u00f3n de los procesos que gatillan una reacci\u00f3n de fusi\u00f3n nuclear<\/strong><\/em>\u201d.<\/p>\n

El investigador a\u00f1adi\u00f3 que \u201ca la luz de lo observado en este experimento, logramos reconocer tres grandes hitos, que son de inter\u00e9s com\u00fan a los objetivos cient\u00edficos definidos por nuestro equipo: i) exploraci\u00f3n de nuevos reg\u00edmenes de operaci\u00f3n de los dispositivos plasma focus para aumentar la eficiencia en la producci\u00f3n de neutrones. En esta campa\u00f1a se increment\u00f3 en un orden de magnitud la producci\u00f3n de neutrones ii) medici\u00f3n del espectro de neutrones de dispositivos de fusi\u00f3n de baja energ\u00eda en ambiente de scattering de neutrones controlado iii) medici\u00f3n de dosis de pulsos ultra corto de neutrones, en ambiente de alto ruido electromagn\u00e9tico<\/strong><\/em>\u201d.<\/p>\n

Como parte del equipo que lider\u00f3 este experimento, el Dr. Leopoldo Soto se\u00f1al\u00f3 que \u201cesta interacci\u00f3n es un ejemplo m\u00e1s de las capacidades de colaboraci\u00f3n multidisciplinaria y transdisciplinaria que hemos ido desarrollando en la CCHEN<\/abbr>, a nivel nacional e internacional. No solo hemos puesto ideas en el mundo con nuestros experimentos de plasmas densos a peque\u00f1a escala, tambi\u00e9n hemos abierto colaboraciones y temas de investigaci\u00f3n en com\u00fan<\/strong><\/em>\u201d.<\/p>\n

Asimismo, agreg\u00f3 que \u201cpara lograr nuevos avances en el conocimiento y en la b\u00fasqueda de soluciones a los problemas complejos que hoy nos aquejan, debemos abrir las fronteras disciplinarias a otros saberes y experiencias, y trabajar en forma colaborativa<\/strong><\/em>\u201d.<\/p>\n

Y si de colaboraci\u00f3n se trata, Ariel Tarife\u00f1o-Saldivia, quien tambi\u00e9n colabor\u00f3 activamente en esta experiencia, se\u00f1al\u00f3 que \u201cmi aporte apunta a la caracterizaci\u00f3n de la dosimetr\u00eda ambiental de neutrones pulsados producidos por los plasmas de fusi\u00f3n, siendo esta la primera caracterizaci\u00f3n sistem\u00e1tica en la dosimetr\u00eda ambiental en instalaciones de este tipo. Adem\u00e1s de realizar un mapeo dosim\u00e9trico de la instalaci\u00f3n, usando los dos\u00edmetros ambientales desarrollados por la Universidad Polit\u00e9cnica de Catalu\u00f1a, se ejecuta un ejercicio de intercomparaci\u00f3n con un dos\u00edmetro comercial de la CCHEN<\/abbr> en campos pulsados y continuos de radiaci\u00f3n neutr\u00f3nica<\/strong><\/em>\u201d.<\/p>\n

\u201cDesde la perspectiva cient\u00edfica, participar en esta campa\u00f1a de medidas es una oportunidad \u00fanica, ya que representa la uni\u00f3n de dos comunidades tradicionalmente separadas por su enfoque tem\u00e1tico, esto es la investigaci\u00f3n en f\u00edsica nuclear y en f\u00edsica de plasmas<\/strong><\/em>\u201d, finaliz\u00f3.<\/p>\n

Equipo de trabajo<\/strong><\/p>\n

Esta campa\u00f1a experimental se realiz\u00f3 gracias al aporte de investigadores y profesionales de la CCHEN<\/abbr> y de la Universidad T\u00e9cnica Federico Santa Mar\u00eda, estudiantes de la Universidad de Chile, adem\u00e1s de un investigador invitado del Instituto de T\u00e9cnicas Energ\u00e9ticas de la Universidad de Catalu\u00f1a, Espa\u00f1a. Todo ello bajo la coordinaci\u00f3n de Francisco Molina y Cristian Pavez, del Departamento de Ciencias Nucleares.<\/p>\n

Al finalizar, Molina expres\u00f3 que \u201ctodos los involucrados, estudiantes, administrativos, t\u00e9cnicos e investigadores han aportado al buen desarrollo de esta actividad\u201d.<\/p>\n

Laboratorio de Investigaciones Nucleares DCN-CCHEN<\/abbr>:<\/strong><\/h6>\n