Detectores muónicos contra el contrabando de materiales fisibles

Buscar armas nucleares ocultas puede ser una tarea ardua. Sin embargo, se está mejorando una técnica que usa la radiación natural de rayos cósmicos y nos permite así "ver" a través de objetos sólidos y encontrar cualquier material fisible que se encuentre escondido.

Cuando un rayo cósmico choca con un núcleo de la atmósfera, produce una lluvia de partículas subatómicas, incluyendo piones y kaones que se desintegran en muones de larga vida. Estos muones viajan a grandes velocidades por la atmósfera y atraviesan objetos sólidos. Pues bien, ahora se puede usar este fenómeno natural para buscar materiales nucleares escondidos y cualquier recubrimiento que trate de ocultarlos.

En promedio, un muon choca con cada centímetro cuadrado de la Tierra cada minuto. Los detectores  de tipo multiplicador gaseoso de electrones (GEM por sus siglas en inglés) pueden detectar su localización. Y cuando se colocan varios uno encima del otro, pueden seguir el camino de estas veloces partículas. Cuanto más denso es el material que atraviesa el muon, más se desvía su camino. El uranio y el plutonio son dos de los elementos más densos de la tabla periódica, por lo que los detectores se usan para buscar sitios donde los caminos de los muones se desvían más. Por otra parte, como no se necesita una fuente de radiación artificial, no se expone al objeto a una radiación mayor que la que ya experimentaría de por sí.

Para buscar materiales nucleares, se coloca un contenedor entre dos conjuntos de grandes placas con detectores GEM. Dos placas por encima del contenedor graban los caminos de los muones entrantes, y dos placas por debajo siguen los caminos de los muones que salen. Si no hay materiales densos en el contenedor, las dos partes del camino del muon deberían alinearse. Incluso el hierro apenas desviaría los muones. Sin embargo, si hay una gran cantidad de material denso (como plutonio, uranio o blindaje de plomo), los caminos se desviarían notablemente. De este modo, si ponen más protección de plomo para evitar la detección del material nuclear, lo que se detectaría es ese mayor blindaje. 

Puesto que la detección depende del ritmo natural de muones que atraviesan la atmósfera, el único modo de acelerar la detección de materiales ilícitos es mejorar la sensibilidad de los detectores. Ahora se tarda unas nueve o diez horas para distinguir entre materiales diferentes, pero en un futuro podría llegarse a hacerlo en unos minutos.

Por otro lado, la tecnología también podría usarse para la verificación de los tratados de reducción de armas. Aunque para escanear un barco entero, seguiría siendo más efectivo subir a bordo y registrarlo, ya que usar los detectores sería poco práctico logísticamente.
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Fuente:
http://www.aps.org/publications/apsnews/201206/muondetectors.cfm