Nuevos hallazgos científicos sugieren que los detectores de neutrinos pueden desempeñar un papel importante para garantizar un mejor monitoreo y un almacenamiento más seguro del material radiactivo en los sitios de depósito de desechos nucleares. Investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz JGU en Alemania han realizado cálculos para determinar la radiación de neutrinos del gastado.emite combustible nuclear. Sus cifras muestran que los detectores de neutrinos podrían ser útiles en ciertos escenarios.
Los neutrinos casi no interactúan con la materia, por lo que pueden penetrar prácticamente sin obstáculos a través de la Tierra y cualquier escudo hecho por el hombre. "Cada segundo, alrededor de 100 mil millones de neutrinos por centímetro cuadrado golpean la Tierra desde el Sol, tanto de día como de noche. Porque solo los neutrinosinteractúan débilmente con la materia, se encuentran entre las partículas elementales más difíciles de detectar ", explicó el profesor Joachim Kopp del Clúster de Excelencia PRISMA de la Universidad de Mainz. Kopp es un experto en el campo de la física teórica de los neutrinos y recibió un ERC Starting Grant por suinvestigación en 2014, uno de los premios más dotados de la UE.
La desintegración beta de los productos de fisión radiactiva genera neutrinos en cantidades muy grandes. Sin embargo, se requiere una energía mínima de 1.8 megavoltios de electrones para detectar estas partículas a través del proceso de desintegración beta inversa. Solo entonces pueden registrarse en un centelleodetector, un tanque lleno de aceites minerales especiales. Las partículas de alta energía interactúan con los protones en el tanque, emitiendo una señal de luz característica.
Tales detectores de neutrinos ya se están empleando experimentalmente para monitorear plantas de energía nuclear mientras están en operación. Sin embargo, para monitorear los desechos nucleares almacenados todavía no hay detectores ". Los reactores en servicio producen considerablemente más neutrinos que los reactores fuera de servicio o los radiactivos almacenados", explicó Kopp, señalando que monitorear el paradero de los desechos nucleares es particularmente importante en la actualidad por razones de seguridad.
monitoreo de neutrinos del combustible nuclear gastado
por su papel en Revisión física aplicada , Joachim Kopp y Vedran Brdar de JGU y Patrick Huber de Virginia Tech en los Estados Unidos calcularon primero el flujo de neutrinos emitidos por el estroncio 90 radiactivo y otros productos de fisión en el combustible nuclear gastado. Luego consideraron varios escenarios que detallaban cómo o dónde las emisionespodría detectarse. En uno de estos, un detector adecuado sería particularmente útil para monitorear instalaciones de almacenamiento sobre el suelo, por ejemplo, en el sitio en plantas de energía nuclear. Un detector de neutrinos en este escenario podría detectar si el material radiactivo se ha eliminado sinde acuerdo con los cálculos, las mediciones con un detector con una capacidad de 40 toneladas tendrían que ejecutarse durante aproximadamente un año ". Eso parece mucho tiempo, pero todo lo que se requeriría sería colocar el detector y esperar.La gran ventaja es que podríamos verificar el contenido de un contenedor sin tener que abrirlo ", explicó Kopp. Por lo general, sería suficiente colocar el detector de 10 a 100 metroslejos, por ejemplo, en un camión con remolque.Según Kopp, este método podría ser particularmente apropiado para tratar de garantizar la no proliferación de material apto para armas nucleares, razón por la cual la Comunidad Europea de Energía Atómica EURATOM ya ha expresado su interés en esta investigación.
En un segundo escenario, los físicos calcularon una situación en la que los depósitos subterráneos deben ser monitoreados, dando como ejemplo el sitio propuesto para el depósito de Yucca Mountain en Nevada. Según esto, se detectaría un flujo significativo de neutrinos, incluso en la superficiede un pequeño tanque de 10 toneladas. "Sin embargo, lamentablemente no se detectarán algunos riesgos realistas, como el escape de cantidades muy pequeñas de material radiactivo", dijo Kopp.
Un tercer escenario con el que los científicos trataron en sus cálculos fue detectar instalaciones de almacenamiento incompletamente documentadas, como las del Sitio Hanford, un complejo nuclear ahora en desuso en el estado estadounidense de Washington desde la época de la Guerra Fría ".en este caso, la tecnología de detección actual todavía no es del todo suficiente, entre otras cosas porque la radiación cósmica distorsiona las mediciones ", dijo Kopp. Sin embargo, los primeros prototipos para tales detectores que evitan este problema ya existen.
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Materiales proporcionado por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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