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CIENCIA Y TECNOLOGíA

4 de mayo de 2022

Desarrollan un detector de neutrones y radiación gamma que permite reconocer instantáneamente el tráfico ilegal de materiales nucleares especiales y residuos radiactivos

Por: Carlos Rodriguez

Investigadores del CONICET y de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), del Centro Atómico Bariloche, desarrollan una tecnología para la seguridad radiológica, la detección de materiales nucleares especiales y residuos radiactivos.

La tecnología patentada permite la detección de neutrones y radiación gamma por efecto Cherenkov y puede ser utilizada para controlar de forma no invasiva y en tiempo real el tráfico ilegal de materiales nucleares especiales (uranio, plutonio) y de residuos radiactivos en portales aduaneros y de tránsito. Jerónimo Blostein, Investigador Independiente del CONICET en el Departamento de Física de Neutrones del Centro Atómico Bariloche – Instituto Balseiro, afirmó “la principal ventaja que tiene nuestro desarrollo respecto a otros detectores es que son de muy bajo costo y que están hechos con materiales de gran disponibilidad que no tienen regulación en el mercado. Los detectores están compuestos de materiales que no son tóxicos y que son amigables con el medio ambiente, principalmente de agua con sal contenida en un recipiente de gran volumen sobre el cual incide la radiación. Con unos sensores de luz se puede ver la radiación Cherenkov que se produce cuando se detecta una de éstas partículas”.

El desarrollo es novedoso ya que permite detectar neutrones sin utilizar Helio-3 cuando la mayoría de los detectores de neutrones requieren de dicho gas, el cual es escaso, caro y no disponible. José Lipovetzky, Investigador Independiente del CONICET, afirmó que “partir de los atentados terroristas del 2001 algunos países se apropiaron del Helio-3 para elaborar detectores de neutrones, lo que llevó a una crisis en la disponibilidad de Helio-3, ya que casi todo el gas disponible fue a los detectores, y por ende se volvió un insumo muy caro y difícil de conseguir. La ventaja de nuestro desarrollo es que es un detector alternativo a los tradicionales, que no dependen de un material escaso y prácticamente agotado.”

El uso de esta tecnología sería de gran utilidad para la seguridad en fronteras, ya que permite el escaneo no intrusivo y en tiempo real de contenedores, vehículos y cargamentos y una mejor detección del tráfico ilegal de material fisionable y del uso malicioso de materiales radioactivos. Los detectores desarrollados también pueden ser utilizados en amplios campos de aplicación; por ejemplo en empresas dedicadas a seguridad nuclear y al monitoreo de la climatología del espacio, lo cual resulta de interés para algunas compañías de aeronavegación y de telecomunicaciones. También tiene potencial aplicación en medicina nuclear.

Blostein comenta que la factibilidad técnica del desarrollo está demostrada experimentalmente en condiciones de campo, “utilizando fuentes radioactivas ya testeamos el desarrollo, sólo falta escalar a un prototipo industrial y no vemos ningún impedimento técnico, la necesidad actual es de financiamiento para avanzar hacia un producto de mayor escala”. Asimismo, es importante destacar que la tecnología desarrollada es una adaptación de los detectores que están instalados en el Observatorio Pierre Auger en Malargüe, Mendoza, para la detección de rayos cósmicos, y que parte del equipo que registró esta patente participó en el montaje de dicho observatorio. “Nosotros adaptamos esta tecnología, previamente desarrollada con otro objetivo, para que sea capaz de detectar neutrones y radiación gamma. La tecnología ya está funcionando desde hace tiempo, lo cual da cuenta de que hay bastante conocimiento al respecto y que sólo falta el prototipo industrial” afirmó el investigador.

La técnica se basa en la absorción de neutrones en grandes volúmenes de líquidos con sales disueltas y la posterior detección de la luz Cherenkov emitida, y está motivada en la necesidad de verificar el contenido de cargamentos aduaneros impuesta por el contexto internacional actual, que fija nuevas pautas y procedimientos en lo relativo a la seguridad de personas y mercaderías. Se aprovecha la gran penetración de estas partículas en la materia ya que no poseen carga eléctrica. Cuando los neutrones son absorbidos por los núcleos de la materia, éstos emiten radiación gamma con energías características de cada elemento químico que, en algunos casos, pueden emitir electrones dentro del líquido con una velocidad mayor que la de la luz en el medio, produciéndose así la emisión de luz Cherenkov. Se trata de una técnica simple que no requiere fuentes artificiales de radiación y que fue concebida como complemento de las técnicas actuales, las cuales están basadas principalmente en la detección de rayos X y sólo permiten la interrogación de ciertos tipos de bultos y mercaderías.

 

El detector de neutrones y radiación gamma fue desarrollado por un grupo interdisciplinario de nueve doctores en física y en ingeniería, investigadores y becarios del CONICET y de la Comisión Nacional de Energía Atómica con lugar de trabajo en el Centro Atómico Bariloche, en la Gerencia de Área Energía Nuclear (GAEN) y en la Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares (GAIyANN).

La solicitud de patente fue presentada ante el INPI en 2019, siendo cotitulares CONICET y CNEA. La solicitud internacional PCT fue presentada en 2020 con acuerdo entre el CONICET y la CNEA, y en el 2021 el Directorio del CONICET aprobó el patentamiento de este desarrollo en los EEUU y en la Unión Europea.

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