El Centro Nacional de Aceleradores desarrolla un nuevo sistema para medir la radiación

Joaquín Gómez Camacho, Ziad Abou Haidar y Begoña Fernández, investigadores del proyecto DITANET, junto a la cámara de trazado del CNA

Investigadores del grupo de Física Nuclear Básica que trabajan en el Centro Nacional de Aceleradores (CNA), centro mixto de la Universidad de Sevilla, CSIC y Junta de Andalucía, participan en un proyecto de investigación internacional a través del cual se pretende desarrollar un nuevo sistema de medida de radiación.

El trabajo consiste en el desarrollo de una cámara de trazado donde se ha puesto a punto un nuevo detector de tiempo de vuelo que permite medir haces de  radiación con muy pocas partículas mediante un sistema compuesto por dos finas láminas de plástico, capaces de producir electrones secundarios que posteriormente son localizados fuera del haz.

Los detectores se colocan a una distancia de un metro, dentro de una cámara de vacío (cámara de trazado), especialmente diseñada para que apenas se altere el chorro de partículas que las atraviesa. Este trabajo, realizado en colaboración con los centros franceses de GANIL y CEA-Saclay ha dado lugar a publicaciones en revistas  científicas de prestigio como Physical Review Letters y a presentaciones en conferencias internacionales

Importancia de los núcleos exóticos

De cada elemento de la tabla periódica se obtienen isótopos de núcleo estable (con la proporción adecuada de protones y neutrones) e isótopos que contienen más o menos neutrones de la cuenta. Estos son los conocidos como núcleos exóticos, complejos de estudiar ya que se caracterizan por tener una vida  muy corta al ser elementos inestables que se descomponen en poco tiempo.

Los núcleos exóticos pueden ser producidos por la desintegración de elementos radioactivos que hay en la naturaleza como el uranio o el torio, la incidencia de rayos cósmicos sobre la Tierra o la emisión por parte de centrales nucleares de una pequeña proporción de núcleos radioactivos que, “aunque no son dañinos ni tienen efectos biológicos en las concentraciones en las que se encuentran”, explica Joaquín Gómez Camacho, Director del CNA, catedrático de Física atómica, molecular y nuclear de la Universidad de Sevilla e investigador responsable local de DITANET, “resultan tremendamente interesantes para estudiar aspectos de la evolución del clima, el intercambio de componentes de la atmósfera con la estratosfera, etc”.

Los núcleos muy exóticos, con un gran exceso de protones o neutrones, no aparecen en la naturaleza, pero se pueden producir mediante colisiones nucleares en un tipo especial de aceleradores  como son los que hay en el GSI en Alemania o en GANIL en Francia. “Aunque los núcleos exóticos se pueden producir”, aclara el investigador, “resulta necesario tener un sistema fiable que permita determinar qué cantidad de energía tienen, es decir, cuál es su velocidad.

En el CNA producimos núcleos estables, de los que conocemos exactamente su velocidad. Por ello, los sistemas de detección de núcleos exóticos pueden ponerse a punto en una cámara especial que tenemos en este centro, la cámara de tracking, capaz de simular las condiciones que se utilizan en los grandes aceleradores europeos que producen núcleos exóticos. De esta forma, los pequeños aceleradores del CNA se utilizan para complementar la investigación que se realiza en las grandes instalaciones europeas de física nuclear”.

Sobre DITANET

IDQuantique, Instrumentation Technologies y hasta doce empresas de tecnología nuclear y diez centros de investigación europeos (como el CERN suizo o el DESY alemán) han participado en el proyecto del VII Programa Marco DITANET, cuyo principal objetivo es formar a la próxima generación de expertos europeos en el diagnóstico de aceleradores de partículas.

El grupo de investigación Física Nuclear Básica, situado en el CNA, ha acogido y formado en el marco de este proyecto a dos investigadores de nacionalidad libanesa e italiana. La Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación (OTRI) de la Universidad de Sevilla ha sido la encargada de gestionar este proyecto, apoyando técnicamente en la elaboración y presentación de la propuesta, así como en la elaboración de informes financieros.