Descubren un misterioso brillo radiactivo en agua pura a cientos de kilómetros de una central nuclear

La energía nuclear siempre nos ha despertado admiración y temor a partes iguales, y es que en realidad se trata de un modo de obtener energía limpia y bastante económica aunque con la contrapartida de la seguridad y los problemas que genera un combustible tan inestable que requiere guardarse y protegerse durante miles de años. Quizás por ello, los últimos estudios de la ciencia van en consonancia con los reactores nucleares bajo tierra, más seguros por pura lógica al protegerse bajo kilómetros de roca, además de los mini-reactores más pequeños y fácilmente operables que pretenden que tengamos en casa y las investigaciones de China que buscan reutilizar los peligrosos desechos radiactivos.

Esta admiración y temor que mencionábamos está obviamente relacionada con el poco conocimiento en general que tenemos de la energía nuclear, aunque para los científicos, universidades e investigadores aquí hay un campo por explorar que puede no sólo repercutir en un futuro con energía más sostenible y segura, sino también explicándonos gran parte del origen de la materia y su evolución.

Es el caso de este nuevo estudio que reseñaban los compañeros de ScienceAlert, publicado originalmente por Physical Review Letters e implicando la detección antineutrinos casi fantasmales generados en una central nuclear a más de 240 kilómetros de distancia de un tanque de agua pura enterrado varios kilómetros bajo la roca.

Es casi inexplicable aunque ahora intentaremos explicároslo para que os vayáis con todo el detalle posible, aunque primero, he querido dejaros aquí las palabras de Logan Lebanowski, colaborador del experimento SNO+ y la Universidad de California en Berkeley, describiendo esta hazaña sin precedentes:

"Nos intriga que se pueda utilizar agua pura para medir antineutrinos de reactores y a distancias tan grandes. Hemos dedicado un esfuerzo considerable a extraer algunas señales con sólo 190 días de datos, pero el resultado es gratificante".

Así se detectan partículas (casi) fantasmales a 240 kilómetros de distancia

Para explicaros mejor todo lo que se ha conseguido con este experimento, cabe comenzar hablando de los neutrinos, que en realidad son unas partículas bastante abundantes en el Universo que casi no tienen masa, ni tampoco carga ni interacción alguna con otras partículas. De hecho, es que los neutrinos se desplazan por el espacio y la materia como si toda ella fuera incorpórea, así que muchas veces se les llama partículas fantasma.

Estas partículas, como todo en la naturaleza, cuentan con su contrapartida denominada antineutrinos, aunque al no tener carga es muy complicado detectar neutrinos y antineutrinos de un modo sencillo, sin asociarlos a electrón o positrón que acompañarán respectivamente a antineutrinos y neutrinos en sus viajes por el espacio.

Debéis saber llegados a este punto que los antineutrinos son un producto resultante de la desintegración beta nuclear que se produce en un reactor, junto con un electrón y un protón, así que obviamente las centrales nucleares producen enormes cantidades de antineutrinos con una energía relativamente baja.

Los neutrinos y antineutrinos se desplazan por el espacio como si toda la materia fuera incorpórea, y dado que se producen en cantidades enormes en los reactores nucleares, han podido detectarse a más de 240 kilómetros de una central y desde un laboratorio enterrado más de 2 kilómetros bajo la roca en Ontario.

Han sido estos antineutrinos, precisamente, los que han permitido detectar el resplandor de la desintegración beta producida por una central nuclear a varios cientos de kilómetros, iluminando tenuemente el tanque de agua pura del experimento SNO+ que se encuentra enterrado bajo más de 2 kilómetros de roca en Ontario, Canadá.

Es de hecho la primera vez que se ha utilizado agua pura para detectar partículas como los antineutrinos, aunque el laboratorio subterráneo más profundo del mundo cuenta con ventaja al disponer de un blindaje de rocas de varios kilómetros que elimina de un plumazo la interferencia de los rayos cósmicos sobre los detectores.

Así pues, las señales obtenidas en el tanque del SNO+ cuentan con una resolución espectacular, y aunque ahora mismo está ya lleno de alquilbenceno lineal, un centelleador líquido que amplifica la luz, durante sus pruebas de calibración en 2018 estuvo casi 200 días testeándose con agua pura.

Este es el período aprovechado por los científicos para explorar la posibilidad de detectar la desintegración beta inversa a 240 kilómetros de distancia de una central nuclear, localizándose en el SNO+ el suave centelleo de luz con un nivel de energía específico de 2,2 megalectronvoltios, producido al capturarse un neutrón proveniente de la desintegración nuclear por parte de un núcleo de hidrógeno.

Ese es precisamente el resplandor fantasmal de un reactor nuclear, y ahora ya sabemos que sus partículas más elementales generadas en el proceso de desintegración del combustible son detectables a cientos de kilómetros, incluso por un SNO+ lleno de agua pura y en proceso de calibración. De hecho, dicen en el estudio que la probabilidad de éxito es del 99,7 por ciento, así que pocas dudas quedan ya.

¡Habrá que seguir investigando a los neutrinos y antineutrinos, y es que estas partículas que son prácticamente imposibles de medir directamente pueden respondernos a muchas preguntas sobre el origen de la materia... ¡Estaremos atentos a los avances del laboratorio SNO+ en el futuro!

El artículo Descubren un misterioso brillo radiactivo en agua pura a cientos de kilómetros de una central nuclear fue publicado originalmente en Andro4all.