Desarrollo de técnicas de muongrafía para estudios densitométricos de objetos de importancia estratégica

Abstract

La muongrafía, también conocida como radiografía con muones es una técnica en constante desarrollo, similar en concepto a las imágenes de rayos X pero utilizando muones en lugar de fotones. Esta técnica innovadora está siendo ampliamente investigada y aplicada en proyectos científicos y desarrollos tecnológicos en diferentes escenarios al rededor del mundo y representa una oportunidad para la región. En esta tesis se presenta la investigación enfocada en el desarrollo experimental sobre la técnica de muongrafía, presentamos un contenido teórico inicial, una propuesta experimental, investigación, desarrollo y puesta en marcha del primer telescopio de muones modular realizado en la Argentina. Para el desarrollo del proyecto de investigación, también se uso un entorno de simulación para calcular y caracterizar el flujo de partículas secundarias producidas en la interacción de rayos cósmicos con la atmósfera. Estos estudios computacionales se basan en trabajos previos y en desarrollo, algunos en los cuales continuamos colaborando actualmente. En nuestro caso nos enfocamos principalmente en el flujo de muones atmosféricos para estimar la respuesta del detector. Adicionalmente se trabajo con un enfoque a futuro pensando en estudiar la interacción de estas partículas con las estructuras geológicas o civiles de interés. Se construyo un detector prototipo usando paneles formados por barras centelladoras de plástico configuradas como arreglos perpendiculares, integrados con una electrónica multicanal desarrollada en el grupo ITeDA. En el trabajo experimental se caracterizo y calibro la respuesta individual de los píxeles de los planos detectores y su conjunto. Estudiamos la factibilidad de aplicación de la técnica realizando diferentes mediciones y diferentes enfoques o prototipos, se midió el fondo de radiación en Buenos aires diferentes ángulos cenitales, se estimaron densidades con el método de transmisión usando ladrillos de plomo de referencia y la prueba de concepto realizando una muongrafía a una estructura civil, en este caso el edificio del acelerador Tandar ubicado en el centro atómico constituyentes.