domingo, marzo 05, 2006

Prompt Gamma y Veas-01

Puesta a punto de Prompt Gamma en Actividades Militares

En el anterior artículo publicamos una breve descripción de las cualidades de la Instalación PGNAA, y de la validación científica y experimental desarrollada por cuatro científicos del Departamento de Investigación y Desarrollo de la Comisión de Energía Nuclear. Luego, en el mismo artículo, se comentó que esta instalación Prompt Gamma quedó en tan buenas condiciones que ya en 2003 se utilizaba para desarrollar un proyecto entre el Ejército de Chile, la Comisión Nacional de Desminado, y el Ministerio de Defensa; proyecto el cual consistía en la detección de las Minas Antipersonales situadas en las fronteras chilenas con nuestros países vecinos. Este proyecto se postuló en tres etapas: primero, la detección del “peak” de nitrógeno perteneciente a las Minas Antipersonales usando las dos instalaciones nucleares del Reactor de La Reina. Este primer objetivo se logró exitosamente. La segunda etapa consistía en acortar el tiempo en lograr dicha detección, en tanto la etapa tercera comprendía la puesta en marcha de un equipo portátil con su propio generador de neutrones, de modo de efectuar las mediciones in-situ sobre un campo minado. Recordemos que este proyecto de aplicación de detección de Minas Antipersonales usando técnicas nucleares en todo momento fue autorizado y aprobado por la entonces Ministra de Defensa de nuestro país, doña Michelle Bachelet Jeria, hoy actual Presidente de Chile.

La Muestra ESO-3 extraída de Veas-01.

Con estos resultados en mano, y aprovechando el que una amiga nuestra, doña Marjorie Ovalle Valdés, había recientemente efectuado su tesis de Ingeniería Fisica precisamente en las aplicaciones de Prompt Gamma, decidimos explorar esta técnica ya validada por el Ministerio de Defensa de Chile, y someter a varias muestras extraídas de Veas-01 a PGNAA. Para ello, en junio de 2004, nuestro equipo envió formalmente una carta a la entonces recién asumida Directora Ejecutiva, señora Loreto Villanueva Zamora, solicitando que se nos autorice a utilizar el equipo Prompt Gamma del Reactor de La Reina para irradiar unas pocas muestras metálicas y así efectuar un análisis cualitativo y cuantitativo sobre cada una de ellas.

Fue así que la doña Loreto Villanueva autoriza a nuestro equipo para ingresar a las instalaciones señaladas más siempre bajo la supervisión del físico don Carlos Henriquez. En un comienzo, y debido a que se estudiaba la factibilidad de un posible Convenio de Cooperación entre nuestra empresa y la Comisión de Energía Nuclear, se pensó en efectuar sin costo estos análisis. Mas, debido a que los directivos de la Comisión nos comentaron que la Contraloría General de la República los auditaba en forma rutinaria, incluyendo los cursos de Seguridad de Primera Categoría, y debido a que el Prompt Gamma ya había demostrado sus fortalezas en los análisis cualitativos, la Directora Ejecutiva nos explicó que se nos emitirían una factura en pesos chilenos por un monto de unos US$ 190 dólares americanos; factura que luego nos fue remitida sin problemas.

De hecho, en una carta fechada el 9 de abril de 2004, doña Loreto Villanueva nos explica el problema de dar servicios gratuitos para empresas ajenas a la Comisión. Textualmente nos escribe: “La Contraloría General de la República realiza de manera rutinaria auditoría a los ingresos por la comercialización de servicios y productos de la CCHEN, siendo los cursos parte de éstos”.

En esa misma carta doña Loreto nos impone de la situación que aún no tienen los estándares para cuantificar las muestras, pero que PGNAA está en condiciones de mostrar sus fortalezas, las cuales nos las demostraría don Carlos Henriquez. Así agrega en su misiva: “Respecto de la realización del análisis utilizando la técnica de Prompt Gamma, ofrezco a Ud. que envíe una muestra en las condiciones requeridas por la técnica, de manera que nuestro Físico del Reactor, Sr. Carlos Henriquez, pueda realizar el análisis cualitativo y así demostrar las fortalezas de este tipo de análisis”.

Fue así que, a fines de febrero de 2005, con la previa autorización de los responsables del Reactor, y en compañía de doña Marjorie Ovalle Valdes y del físico don Carlos Henriquez, entramos al ambiente del Reactor Nuclear donde se encuentran dos instalaciones nucleares: el Equipo Prompt Gamma (PGNAA) y el equipo para obtener Placas usando Neutrografía.

En la experiencia usando PGNAA ocupamos tres muestras extraídas a diversas profundidades de la Gran Roca Veas-01, y tipificadas como ESO-1, ESO-2 y ESO-3. De todas, la mas profunda, extraída a unos 5 ó 6 cms de la Roca, fue la muestra ESO-3, la cual mostró las curiosas gráficas que a continuación señalamos; muestra que fue irradiada por espacio de 30 minutos. En cambio, las otras dos primeras muestras, irradiadas por el mismo lapso de tiempo, mostraron comportamiento normal, y fueron extraídas desde dos puntos de la superficie inmediata de Veas-01.

RESULTADOS

Como puede nuestro amable lector leer en el artículo anterior, cuando una muestra es irradiada frente a un haz de neutrones lentos, aparece un despliegue de energías que van entre 50 KeV y los 11.000 KeV, esto es, 11 MeV. Dicho despliegue energético se produce en forma contínua durante todo el rango de energías mencionado, tal como puede extraerse de las curvas incorporadas en el anterior artículo, incluyendo los “peaks” llamados de Aniquilación. La intensidad de esos mencionados “peaks” de energía no sobrepasan nunca las dieciocho mil (18.000) cuentas.

La siguiente imagen informa que, para la muestra metálica señalada por su sigla ESO-3, y luego de ser sometida a la acción de los neutrones lentos emanados del Reactor de La Reina, aparecen dos "gigantescos peaks”, de intensidad lejos superior a cualquier cosa antes vista, en torno a dos rangos de energías bien delimitados. El primer rango está entre los 150 a 170 KeV, con una intensidad que ampliamente supera los DOS MIL MILLONES DE CUENTAS (2.0 E(+9) cuentas). El segundo rango se encuentra comprendido entre los 530 a 545 KeV, con una intensidad máxima en torno a las MIL SETECIENTAS MILLONES DE CUENTAS.

Este comportamiento anómalo para cualquier muestra metálica conocida, se suma al hecho de la inexistencia de algún tipo de “peak” de energia entre los 150 KeV y los 720 KeV. En otras palabras, y salvo los dos picos de energía de alta intensidad (medida en número de cuentas), existe una total absorción de las energías hasta los 720 kilo electron-volts. En la siguiente imágen se puede apreciar que, si reducimos la escala para visualizar el gráfico a menores intensidades, la “Ventana de Energía” es evidente hasta los antes mencionados 720 KeV. A partir de dicha energía umbral, aparecen nuevamente los espectros normales de energía.

La figura que agregamos seguidamente muestra la forma del espectro de energías entre los 150 KeV y los 2.000 KeV.

Como los científicos del Depto. de Investigación y Desarrollo de CCHEN, señores Claudio Pereda y Carlos Henriquez, no pudieron interpretar estos gráficos satisfactoriamente, y evidentemente habiendo descartado un mal funcionamiento del detector (debido a que funcionó perfectamente para el proyecto de Minas Antipersonales, pero también además para las otras dos muestras de Veas-01 así como para la detección de otros metales y sales probados por nosotros con posterioridad a la Muestra ESO-3), nuestro equipo mandó algunas de las siguientes gráficas a la Dirección de la Comisión, para que nos fueran ellas interpretadas oficialmente. Estos dos gráficos que se agregan, recepcionados el 24 de agosto de 2005, presentan el timbre de recepción de la Comisión Chilena de Energía Nuclear en sus oficinas principales en calle Amunátegui 95, Casilla 188-D, Santiago de Chile.

Junto con estas gráficas, ese mismo 24 de agosto, y anexando la Fotocopia de la Factura que CCHEN nos envió, remitimos a la Dirección Ejecutiva una carta en donde verificábamos experimentalmente que, los datos originales con extensión .CNF adquiridos con Software Geni 2000, sufrían un pequeño corrimiento de sus energías cuando los mismos datos eran llevados a Excel. Esto implicaba, que los elementos que se buscaban con los gráficos en Excel aparecían diferentes a los visualizados por Geni 2000.