Un artigo pioneiro sobre fisión nuclear con participación galega foi publicado recentemente na prestixiosa revista Nature, no que se recolle un mapa detallado sobre unha nova illa de fisión asimétrica nun cento de sistemas exóticos, é dicir, os non estables. O traballo conta ca achega de varios membros do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) e levouse a cabo no acelerador GSI-FAIR da localidade alemana de Darmstadt.
Segundo explica Héctor Álvarez Pol, profesor na Universidade de Santiago e un dos autores do artigo, nos procesos de fisión os núcleos pesados rompen en dúas partes, o que xera outros dous núcleos novos e máis lixeiros que emiten unha gran cantidade de enerxía. Un proceso que a física observa e analiza desde hai máis dun século para tratar de aproximarse a uns mecanismos de fisión moi complexos que reflicten en parte a estrutura miscrocópica dos núcleos.
“A caracterización da fisión é clave para entender as propiedades do núcleo atómico, pero tamén para coñecer procesos de interese astrofísico que describen a abundancia dos elementos no universo”, sinala o investigador do IGFAE, centro de investigación mixto da USC e a Xunta. Unha das aplicacións que destaca deste novo avance é a contribución á mellora da produción da enerxía, que podería ter traslado á seguridade nas centrais nucleares.
Os fragmentos que resultan dunha fisión, é dicir, os novos núcleos que se producen cando rompe un núcleo pesado, poden ter cargas semellantes ou diferentes. O primeiro chámase fisión simétrica e, o segundo, asimétrica. Os resultados do traballo publicado en Nature permite delimitar parte dunha illa de asimetría nunha rexión por debaixo do chumbo que non fora explorada en detalle previamente.
Primeira cartografía completa
Nos últimos anos, logo da observación de fisións asimétricas inesperadas en núcleos exóticos deficientes en neutróns, desenvolvéronse novas investigacións teóricas e experimentais para afondar nelas. Neste marco, o experimento pretendía determinar a distribución da carga dos fragmentos de fisión para unha ampla colección de núcleos exóticos que se producen e estudan neste acelerador.
Deste xeito, acadouse a primeira cartografía completa desta nova illa de fisión asimétrica de núcleos con menor número atómico que o chumbo. Nela recóllense as medidas de distribución de carga dos fragmentos de fisión, dominando aspectos estruturais do núcleo que rompe, e que son produto de 100 sistemas de fisión exóticos, dos que 75 se miden por primeira vez.
Un dos achados destacados polos investigadores é o papel que xoga a capa de protóns deformada z=36 no fragmento máis lixeiro da fisión, unha estrutura nuclear que contribúe a explicar a maior probabilidade de xeración de certos produtos na rotura do núcleo, o que sinala a influencia das propiedades estruturais na dinámica da fisión.
Ademais, o estudo tamén define as características dos fragmentos de fisión e predicir a evolución entre a rotura asimétrica dos actínidos, a rotura simétrica que goberna o proceso de fragmentación para os núcleos máis lixeiros e novos modos de rotura asimétrica para núcleos exóticos lixeiros ricos en protóns.
Estes resultados complementaranse con novos mecanismos de reacción para inducir a fisión, como as reaccións de arranque dun nucleón, investigadas no IGFAE e que deron lugar a dúas teses de doutoramento. A partir da cinemática dos nucleóns emitidos, estas reaccións permiten reconstruír a enerxía de excitación do sistema implicado na fisión e estudar, por exemplo, a evolución das capas de protóns e neutróns en función da enerxía.
Referencia: An asymmetric fission island driven by shell effects in light fragments (Publicado en Nature).
