Estudio sobre la optimización de las condiciones de producción en reactores 156EUpor activación de Samario, para la redeterminación de sus constantes nucleares

Abstract

Las reacciones nucleares que ocurren cuando un material es sometido a irradiación en un reactor son de importancia, para el experimentador, en la comprensión del proceso global y en la producción de radioisótopos para un determinado fin. Para el operador del reactor la importancia radica, fundamentalmente, en las secciones eficaces involucradas y en su eventual incidencia sobre la reactividad. Entre las reacciones posibles, las de captura radiativa son las que tienen mayor importancia, pues el valor de sus secciones eficaces es corrientemente mayor que el de las restantes reacciones. En muchas ocasiones, productos de reacciones primarias se caracterizan por poseer secciones eficaces inusualmente altas. Además de la absorción de neutrones que su presencia conlleva, la nueva captura neutrónica puede conducir a la formación de otros nucleidos. La doble captura neutrónica no es un fenómeno extraordinario. Los productos de tales reacciones pueden constituir interferencias en análisis por activación [Cohen y colaboradores, 1976]. Algunas reacciones de doble captura neutrónica han sido empleadas para la producción de algunos radionucleidos como el 188W, ampliamente utilizado en medicina nuclear a través del generador 188W /188Re [Knapp, 2001]. Muchos de los isótopos de los elementos de las tierras raras presentan secciones eficaces de dimensiones suficientes como para inducir la producción de radionucleidos por doble captura neutrónica. Las posibilidades de detección de los productos de doble captura dependen primariamente de sus características y de las de los radionucleidos formados por reacción primaria, cuya actividad es normalmente varios órdenes mayor. Aun cuando muchas reacciones de doble captura parecerían suficientemente estudiadas, la literatura registra discrepancias e inconsistencias en el valor de las secciones eficaces involucradas. Un ejemplo ilustrativo es la secuencia de reacciones de captura que se originan a partir del 170Er. Las reacciones son: 170Er(n,γ) 171Er( n,γ) 172Er Los datos de secciones eficaces para ambas reacciones, según tres ediciones consecutivas de una de las tablas de nucleidos más conocidas, Karlsuher Nuklidkarte [Seelmann-Eggebert, 1981; Pfennig, 1995; Magill, 2006] son: Para la reacción 170Er(n,γ) 171Er: 5,7 b, 6 b y 8 b, respectivamente Para la reacción 171Er(n,γ) 172Er: 280 b, 370 b y 370 b, respectivamente Más allá del hecho de que los valores de sección eficaz para la reacción primaria varían en alrededor de 25 %, una situación significativa se da con respecto a la reacción de doble captura: un cambio importante en el valor recomendado (280 b a 370 b) entre las dos primeras ediciones mencionadas y luego la reproducción del valor de la segunda edición en la tercera, a pesar de que el dato para la reacción primaria cambia sustancialmente. Puesto que la actividad del producto de doble captura depende del producto de los dos valores de sección eficaz, se produce una inconsistencia en el par de valores tabulados. Este tipo de situaciones es relativamente frecuente y permite inferir que resulta necesario efectuar la redeterminación de muchos de los datos hasta ahora aceptados. Ya se ha mencionado que estudios de esta naturaleza no son simples. En el presente trabajo se evaluarán los factores que influyen en la producción de reacciones de doble captura, con énfasis en los elementos de las tierras raras, a partir del caso: 154Sm(n,γ) 155Sm(β-) 155Eu(n,γ) 156Eu, que será tomado como modelo de estudio.