Uno de los procesos que tienen lugar durante la fisión atómica que produce energía en los reactores de las centrales nucleares es la desintegración beta. Esta genera ingentes cantidades de antineutrinos, que son réplicas de antimateria del neutrino, una de las partículas elementales más abundantes del universo. Por ello, las centrales nucleares se utilizan para estudiar el neutrino y su papel en el funcionamiento interno de la materia, crucial para entender mejor el universo.
Un grupo de investigación del Instituto de Física Corpuscular, centro mixto de la Universitat de València y el CSIC, en el Parc Científic de la institución académica, acaba de publicar la primera comparación entre el flujo de antineutrinos detectado en la central de Daya Bay (China) y el obtenido en laboratorio a partir de los principales productos de la fisión con una técnica y un detector desarrollados en Valencia.
Hasta ahora, el flujo de antineutrinos que se espera de un reactor nuclear se calculaba mediante unas medidas obtenidas en los años ochenta. Este modelo arrojaba una discrepancia de hasta el 6% entre los neutrinos ‘esperados’ de una central y los detectados realmente en experimentos como Daya Bay. Algunos achacaban esta discrepancia a la existencia de un cuarto tipo de neutrino, llamado ‘estéril’.
Ahora, los resultados obtenidos por el grupo de investigación valenciano publicados en Physical Review Letters reducen esta discrepancia hasta 4%, lo que descarta que dicha anomalía tenga su origen en una nueva clase de neutrino aún por descubrir. El estudio confirma que esta discrepancia responde a un error en los cálculos utilizados para la estimación de antineutrinos.
La investigación ha sido liderada por los científicos Alejandro Algora (IFIC), José Luis Taín (IFIC) y Muriel Fallot, de Subatech (Francia). El trabajo publicado ahora supone la culminación a una década de experimentos, realizados mediante la técnica conocida como Espectroscopía Gamma de Absorción Total (TAGS, por sus siglas en inglés), utilizando el detector DTAS, diseñado en el IFIC.
“Esto demuestra que nuestro método, combinado con la técnica de espectroscopía gamma de absorción total, es adecuado para calcular el espectro de antineutrinos producido en las desintegraciones beta del combustible nuclear”, señala Taín. “Este método podría mejorar los cálculos de la potencia obtenida en los reactores nucleares, además de contribuir al diseño de herramientas más eficaces contra la proliferación nuclear no controlada”, añade.
Aún está por determinar el impacto que estas medidas pueden tener en el estudio de las oscilaciones de neutrinos en experimentos como Daya Bay, hasta ahora el que ha estudiado el fenómeno con mayor precisión. “El estudio también es relevante para experimentos de oscilaciones de antineutrinos de nueva generación como JUNO, que se construye actualmente en China y busca entender mejor la naturaleza de las llamadas ‘partículas fantasma’”, apunta Alejandro Algora.
Referencia:
“Updated Summation Model: An Improved Agreement with the Daya Bay Antineutrino Fluxes”, M. Estienne, M. Fallot, A. Algora, J. Briz-Monago, V. M. Bui, S. Cormon, W. Gelletly, L. Giot, V. Guadilla, D. Jordan, L. Le Meur, A. Porta, S. Rice, B. Rubio, J. L. Taín, E. Valencia, and A.-A. Zakari-Issoufou. Phys. Rev. Lett. 123, 022502 – Published 9 July 2019
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.022502
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