Detectar uranio blindado sobre el terreno

El personal de seguridad utiliza diversos métodos para detectar materiales sospechosos, tales como explosivos o productos químicos peligrosos. Pero el uranio (especialmente la versión altamente enriquecida, apta para emplearse en armas nucleares) puede ser difícil de detectar, debido a que se puede blindar fácilmente mediante una cantidad relativamente pequeña de plomo, que absorbe las emisiones que revelan la presencia del material fisible.

Sin embargo, si se bombardea con neutrones un objeto sospechoso, aquellos pueden penetrar sin problemas el blindaje de plomo y producir suficientes neutrones de fisión y rayos gamma como para ser detectados. La única condición para operaciones sobre el terreno es que las fuentes de neutrones necesarias sean pequeñas y ligeras.

Vista aérea del Laboratio Nacional Lawrence Livermore.
[Foto de LLNL, Lawrence Livermore National Security, LLC,
and the Department of Energy (National Ignition Facility) 
[Public domain], via Wikimedia Commons]

Jennifer Ellsworth y un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL por sus siglas en inglés) han desarrollado un prototipo del tamaño de una maleta como fuente de neutrones. Y dicen que incluso se puede reducir al tamaño de una fiambrera (de 5 kg y 20 W), que podría ser transportado fácilmente para inspeccionar un artículo sospechoso.

Un punto clave del aparato es un conjunto de 40 puntas de iridio grabadas. Las puntas, con un radio de 100 nm, concentran el campo eléctrico que proviene de una fuente eléctrica compacta de entre 10 y 20 kV. El campo concentrado rompe e ioniza el deuterio gaseoso molecular cerca de las puntas. Incidiendo sobre un blanco de hidruro de titanio (formado con tritio) con una tensión de polarización de −100 kV, una corriente D⁺ pulsante de 120 nA en el prototipo genera brotes de 10⁷ neutrones de 14 MeV, un flujo que es un orden de magnitud mayor de lo que se conseguía con las fuentes de neutrones mediante ionización de campo.

El prototipo ha producido corrientes D⁺ de hasta 500 nA, consumiendo menos de 10 W. El equipo del LLNL está reduciendo el tamaño y el peso del aparato, a medida que aumenta el rendimiento. Esto hará posible que el análisis de neutrones se pueda unir a los aparatos de rayos X portátiles en el terreno de la inspección de materiales no destructiva.
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Fuente:
http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/68/1/10.1063/PT.3.2644