Análisis por activación neutrónica por gammas inmediatos

Rolando Paucar Jauregui / Físico Nuclear

Suplemento de Ciencia y Tecnología - Diario La Primera

Una de las técnicas nucleares más versátiles que existe se llama Promt Gamma en español la conocemos como análisis por activación neutrónica por gammas inmediatos. Con solo analizar los espectros de la radiación gamma que se emiten de la muestra se pueden hacer análisis cualitativo y cuantitativo. Debido a que esta técnica logra identificar simultáneamente varios de los elementos presentes en una muestra y es un método no-destructivo de análisis elemental que presenta una baja actividad residual ha encontrado aplicaciones en la medicina, agricultura, biología, medioambiente y geología.

Todo comienza cuando bombardeamos una muestra con neutrones, en esta interacción los núcleos atómicos de estas muestras absorben los neutrones y de esta forma quedan excitados. Para que pierda esa excitación emite radiación gamma que es como una huella digital de los átomos que conforman la muestra y la intensidad en la que se dan estas reacciones nos dan la cantidad de átomos que existen. La radiación gamma tienen una vida muy corta por eso se les llama gammas inmediatos, lo que implica que no producen residuos radiactivos porque todos decaen rápidamente en el tiempo y esto también es considerada como una ventaja de esta técnica.

Esta técnica puede ser muy útil a la hora de hacer análisis de hidrogeno, nitrógeno,  carbono, calcio, sodio, cloro, yodo y fósforo presentes en el cuerpo humano, también se pueden hacer análisis de metales pesados en seres vivos, hay mucha literatura científica en este tema. Para la técnica de Terapia por Captura de Neutrones es muy utilizada para saber cuanto boro ha sido retenido en los tumores que se quieren tratar.  La máxima sensibilidad se obtiene para el B, Cd, Sm, Gd y Hg, los cuales son medidos a nivel de trazas (menos que 1 ppm).

Por otro lado y no menos importante están los usos industriales, esta técnica que he tenido oportunidad de conocerla en la industria del cemento, donde con un sistema no muy complejo se determinar las concentraciones de elementos como el SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO y SO3 en tiempo real y en campo. En la minería también tiene sus buenos resultados determinando concentraciones de diferentes elementos como el caso del uranio, cobre, etc. En algunos países se obtienen con esta técnica sistemas de control de aduanas, escaneando contenedores en puertos para la determinación de materiales y elementos, no estamos hablando de solo imágenes si no mas bien de la composición química de esos elementos.

Y para su implementación se requiere una fuente de neutrones, esta se puede realizar utilizando una salida de neutrones del reactor nuclear RP-10 o también utilizando una fuente de neutrones portátil de fuente pulsada o de californio, algunos ya vienen utilizando fuentes de neutrones de Americio-Berilio. Como detector se puede utilizar un detector de germanio hiperpuro de alta resolución, acoplado a un analizador multicanal de pulsos y su electrónica asociada, aunque en trabajos de campo también utilizamos detectores de centelleo más baratos y versátiles. Esta instrumentación lo que hace es medir la energía y la intensidad de la radiación prompt-gamma emitida. Para la adquisición de datos y el procesamiento de los espectros, se emplea una computadora y se utilizan software de análisis de datos.