Un reciente estudio realizado por investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos ha desvelado el origen de las notables capacidades de captura de neutrones del isótopo radiactivo zirconio-88 (88Zr>). Publicado en la revista Physical Review Letters, este avance no solo enriquece nuestra comprensión de la física nuclear, sino que también podría tener implicaciones significativas en el desarrollo de soluciones energéticas nucleares.
La captura de neutrones es un proceso clave en las interacciones nucleares, que implica la absorción de un neutrón por un núcleo, seguido de la emisión de rayos gamma. La probabilidad de que un núcleo capture un neutrón a una energía cinética determinada se conoce como sección transversal de captura de neutrones. Los hallazgos del equipo liderado por Thanos Stamatopoulos indican que el 88Zr posee una combinación sin precedentes de una elevada sección transversal térmica y un gran integral de resonancia, lo que había sido objeto de estudio durante años.
Innovaciones metodológicas en el estudio de la captura de neutrones
El artículo de 2021 de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore ya había señalado que el 88Zr tiene la segunda mayor sección transversal térmica y el mayor integral de resonancia observados hasta la fecha. Sin embargo, la comprensión del origen de estas propiedades había permanecido como un misterio debido a las limitaciones de los métodos experimentales existentes.
Stamatopoulos explica que los experimentos de captura de neutrones son complicados por la radiación intrínseca que emiten los radionúclidos. En condiciones normales, los detectores utilizados para observar los rayos gamma de la captura de neutrones se ven saturados por esta radiación, lo que dificulta la obtención de datos precisos. Para sortear este obstáculo, los investigadores desarrollaron una nueva metodología que permite estudiar la transmisión de neutrones a través de una muestra, utilizando esta información para inferir datos sobre el proceso de captura de neutrones.
El equipo también ha creado un nuevo instrumento experimental, el primer sistema de colimación de neutrones binocular. Este dispositivo es capaz de analizar muestras extremadamente pequeñas, lo que resulta especialmente valioso para el estudio de materiales poco disponibles. Gracias a estas innovaciones, el grupo de investigación ha podido resolver un misterio de la física nuclear y abrir nuevas posibilidades para el estudio de otros radionúclidos.
Las implicaciones de este trabajo son amplias. No solo se prevé que la nueva metodología y el instrumento DICER permitan avanzar en la investigación nuclear, sino que también podrían contribuir al desarrollo de tecnologías para la generación de energía nuclear y la comprensión de eventos astrofísicos. Stamatopoulos menciona que el siguiente radionúclido de interés es el 88Y, que presenta desafíos adicionales y que podría beneficiarse de las innovaciones recientemente desarrolladas.
