DESARROLLO Y CARACTERIZACIÓN DE UN BLANCO DE PRODUCCIÓN DE NEUTRONES DE ALTA POTENCIA PARA APLICACIONES NUCLEARES Y MÉDICAS

P.A.GAVIOLA; M.SUAREZ ANZORENA; A. A. BERTOLO; L. GAGETTI; M. F. DEL GROSSO; A. J. KREINER

Buenos Aires

Encuentro; AATN-XLIV Reunión Anual; 2017

AATN

El presente trabajo se enmarca en el desarrollo de tecnología de blancos de producción de neutrones (BPN) mediante aceleradores para aplicaciones médicas y nucleares. En particular, se enfoca en el método empleado para la fabricación de blancos de titanio deuterado, la caracterización de los mismos y el estudio de la variación de los parámetros del proceso con la finalidad de optimizarlo. Los blancos de producción de neutrones tienen un muy variado campo de aplicación en la industria, en la investigación y en la medicina, entre otras. En el presente trabajo se describen someramente algunas de esas aplicaciones, particularmente aquellas basadas en los blancos que dan lugar a las reacciones de fusión nuclear D(d,n)3He y D(t,n)4He. Entre dichas aplicaciones se encuentran, por ejemplo, la incineración nuclear, la producción de radioisótopos (como ser el tecnecio-99), el análisis elemental. En este trabajo se elaboraron los blancos, depositando titanio sobre un sustrato y haciendo una deuteración del mismo, y se realizaron diversos ensayos para caracterizarlos, permitiendo evaluar y optimizar el proceso de elaboración de los mismos, en función de la cantidad de deuterio que se logra retener en el blanco. Entre las técnicas de caracterización empleadas se encuentran: Perfilometría óptica, Espectroscopía de Plasma Inducido por Láser (LIBS), Microscopía Electrónica de barrido (SEM), Difracción de rayos X (XRD), y Espectroscopía de Iones Dispersados Elásticamente (ERDA).Por otra parte, se introduce el tema de recuperación de tritio de reactores nucleares de agua pesada, analizando a grandes rasgos la factibilidad de implementar dicho proceso en Argentina. De la investigación bibliográfica, se encontró que la recuperación de tritio de reactores nucleares de agua pesada implica una inversión de gran importancia, que ya se realiza en otras partes del mundo en donde se tienen reactores de este tipo (como es el caso de Canadá). El tritio en el agua pesada de los reactores constituye un grave inconveniente, dado que supone una mayor dosis colectiva para el personal de planta, ocasiona un impacto ambiental negativo, e implica por esas razones mayores gastos de control y de operación. Por otro lado, el tritio constituye un insumo de alto valor económico para diversos usos, tales como la marcación radioquímica, fabricación de dispositivos auto-luminiscentes, investigación y desarrollo en el ámbito de futuros reactores nucleares de fusión, eventual producción de 3He, así como para la fabricación de blancos de producción de neutrones, caso de interés en el presente trabajo.La implementación de dicho proceso en Argentina supondría una inversión importante, que daría lugar a una mejora sustancial en seguridad radiológica, así como en el funcionamiento y la sustentabilidad ambiental de las centrales nucleares. Por otra parte, permitiría aprovechar el tritio como insumo para las múltiples aplicaciones mencionadas. El uso de tritio para la fabricación de blancos de producción de neutrones permitiría elaborar generadores de neutrones de alta energía y alta tasa, los cuales permiten muchas de las aplicaciones mencionadas, no alcanzables por otros generadores. Estas tecnologías se emplean con éxito en otros países.