Propuesta de tesis “Simulación de la medición del número de neutrones emitidos en función de la masa de los fragmentos de la fisión inducida por neutrones térmicos del 235U”

 

Asesor: Modesto Montoya

La fisión nuclear es un proceso que empieza en el punto de ensilladura, cuando un núcleo físil toma una forma alargada a partir de la cual irreversiblemente se inicia el proceso que termina en el punto de escisión, cuando se forman los dos fragmentos, los que luego se repelen por interacción coulombiana. Para estudiar este proceso deberíamos tener acceso por lo menos a la distribución de las magnitudes que caracterizan los fragmentos primarios, justo después de la escisión, antes de la pérdida de masa por emisión de neutrones. Sin embargo, los fragmentos llegan a los detectores después de haber emitido neutrones. Entonces, para probar los modelos sobre la fisión se asume una distribución de las magnitudes que caracterizan a los fragmentos primarios, se simula la emisión de neutrones, se calcula la distribución correspondiente a los fragmentos finales, la que se compara con la distribución experimental.

Como caso particular, usando el método Monte Carlo se ha simulado la medición de número neutrones emitidos en función de la masa de los fragmentos finales de la fisión inducida por neutrones térmicos del 235U.  Como datos de entrada para el número promedio de neutrones emitidos en función de la masa primaria se asume una perfecta función diente de sierra, compuesta de tres segmentos de recta cercanos a la curva experimentales obtenidas por varios autores. Como datos de salida se obtiene la curva del número de neutrones emitidos en función de la masa final de los fragmentos. Esta curva oscila alrededor de la primera curva, similarmente a lo que oscilan las curvas experimentales respecto a su aproximación diente de sierra. En particular, respecto a la curva diente de sierra, la curva resultante de simulación presenta valores altos para las masas más livianas, valores bajos para las más pesadas y un ensanchamiento en forma de pico alrededor de m= 110. Estos resultados se deben al juego conjugado del número de neutrones y la curva del rendimiento de masas en regiones donde este tiene una rápida variación en función de la masa de los fragmentos.

Para el trabajo de tesis se trata de 1) la simulación de la medición de masas usando el método de la doble energía (cálculo de masas a partir de los valores de energía cinética de los fragmentos) y 2) simulación de la medición usando la técnica del tiempo de vuelo.

Los resultados de estas simulaciones serán comparados con las mediciones experimentales [1-3].

El resultado del trabajo será presentado en un simposio internacional.

Nuestro más reciente trabajo ha sido sobre la distribución de carga en función de la masa y la  energía de los fragmentos de la fisión inducida por neutrones térmicos del 235U [4].

Referencias

[1] E.E Maslin, A.L. Rodgers, W.G.F. Core. Prompt Neutron Emission from U235 Fission Fragments. Phys. Rev. 164 (1967) 1520

[2]  K. Nishio, Y. Nakagome, H. Yamamoto, I. Kimura.  Multiplicity and energy of neutrons from 235U(nth,f) fission fragments. Nucl. Phys. A632 (1998) 540 – 558.

[3] A.S. Vorobyev O.A. Shcherbakov, A.M. Gagarski, G.V. Val’ski, and G.A. Petrov. Investigation of the prompt neutron emission mechanism in low energy fission of 235,233U(nth, f) and 252Cf(sf). EPJ Web of Conferences 8, 03004 (2010). DOI: 10.1051/epjconf/20100803004.

[4] M. Montoya and Arnold Rivera. Influence of neutron emission on the charge, mass and kinetic energy distribution of final fragments from 235U(nth, f) reaction. http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2399-6528/aac07b/meta

Interesados enviar mensaje a: modesto_montoya@yahoo.com

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