La mayoría de las mediciones de datos nucleares se realizan en aceleradores lo suficientemente grandes como para ocupar una formación geológica de un kilómetro de ancho, como el Centro de Ciencias de Neutrones de Los Alamos ubicado en una mesa en el desierto. Pero un dispositivo portátil que puede revelar la composición de materiales rápidamente en-el sitio beneficiaría en gran medida casos como la arqueología y la verificación de tratados de armas nucleares.
Investigación publicada esta semana en Avances AIP , de AIP Publishing, utilizó simulaciones computacionales para mostrar que con los ajustes geométricos correctos, es posible realizar un análisis preciso de transmisión de resonancia de neutrones en un dispositivo de solo 5 metros de largo.
"Esperamos que los fondos masivos diluyan y contaminen nuestra señal, y el trabajo de simulación inicial confirmó que la escala de estos efectos haría que la técnica fuera completamente imposible", dijo el autor Areg Danagoulian. "Sin embargo, la optimización cuidadosa de las geometrías nos permitió casisuprima completamente estos efectos, dándonos una señal casi perfecta "
Utilizando un modelo de una fuente de neutrones de deuterio-tritio pulsado en un diseño de policoneta, los investigadores realizaron una serie de pruebas para optimizar la moderación, el blindaje y la colimación del dispositivo y probar la configuración en busca de incertidumbres introducidas por estos ajustes. Para confirmar laprecisión del dispositivo, compararon reconstrucciones espectrales y probaron la sensibilidad isotópica del dispositivo.
"Dependiendo del objetivo de la aplicación, se puede usar una radiografía espectroscópica para determinar las abundancias y densidades absolutas de isótopos individuales", dijo Danagoulian. "También se puede usar en ejercicios de verificación de tratados, donde se compara un componente de arma nuclear auténticaa eso de una ojiva candidata "
Si bien las pruebas utilizaron plata, tungsteno y molibdeno, el método podría usarse para identificar isótopos de plutonio o uranio en ojivas nucleares o combustible enriquecido, así como estaño, plata u oro en sitios arqueológicos. Su trabajo también podría usarse parareducir de manera similar las longitudes de las líneas de haz de neutrones térmicos.
Su trabajo utiliza reconstrucciones de tiempo de vuelo de las energías de los neutrones pulsados para determinar la composición de los materiales objetivo. Estas reconstrucciones permiten analizar el espectro transmitido y las resonancias nucleares presentes en diferentes isótopos para identificar la composición isotópica del materialen el objetivo
Sus resultados muestran que el dispositivo tuvo éxito. Fue capaz de diferenciar con precisión varios isótopos y fue sensible a las variaciones en las concentraciones isotópicas.
Los autores planean realizar validaciones experimentales de la técnica anterior utilizando varias fuentes de neutrones pulsados y detectores de neutrones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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