Dispositivo Plasma Focus como fuente pulsada de neutrones de fusión D-D para identificación de nucleidos por activación neutrónica: primeros resultados

Abstract

La activación por captura neutrónica de núcleos atómicos componentes de sustancias y el subsiguiente registro del espectro de radiación gamma instantánea y/o de decaimiento temprano característico emitida por los mismos, constituye una técnica de análisis no destructivo y extremadamente sensible que posibilita tanto identificarlos como determinarlos cuantitativamente. Para esta finalidad, se requiere irradiarlos con haces de neutrones cuyas energías estén típicamente comprendidas en los rangos térmicos y epitérmicos. Para un gran número de nucleidos y sus correspondientes isótopos estos rangos energéticos permiten maximizar la sección eficaz de captura nuclear. En la práctica, se recurre corrientemente al empleo de fuentes de neutrones constituidas por radioisótopos (naturales y artificiales) de relativamente alta actividad y largo tiempo de vida de decaimiento (226Ra-9Be, 252Cf, etc), que son difícilmente asequibles y de manipulación peligrosa o bien a instalaciones que por sus dimensiones físicas y complejidad estructural resultan de imposible traslado (reactores nucleares de investigación, aceleradores de partículas, etc.). En esta comunicación se presentan primeros resultados del empleo de un dispositivo plasma focus de relativamente baja energía operativa (2kJ, 31kV) como fuente generadora y transportable de haces de neutrones de fusión D-D (2.45 MeV) para el análisis de sustancias "in situ" por activación. Se muestra un simple espectro conteniendo la línea de emisión característica de 446.8 keV del isótopo 110Ag resultante de la reacción nuclear 109Ag(n,e,neutrino, gamma)110Ag que es activada por irradiación de una muestra de Ag natural con neutrones moderados producidos a partir de los energéticos que proporciona el dispositivo plasma focus. La emisión es registrada mediante un sistema convencional para espectroscopía gamma basado en un cristal de NaI(Tl)-Fotomultiplicador acoplado a un circuito amplificador y de adquisición de datos multicanal controlado por software.