Simulación del efecto de la emisión de neutrones en el experimento de fisión del 252CF1, distribución de masas y energía

Abstract

La fisión nuclear ha capturado la imaginación de los físicos desde la mitad del siglo XX, este fenómeno físico es un laboratorio muy rico en el cual uno puede explorar la delicada interacción entre los aspectos macroscópicos de la materia nuclear y los efectos cuánticos de un numero finito de fermiones, la fisión del 252Cf nos da una oportunidad relativamente fácil de estudiar las correlaciones entre la emisión de neutrones y los parámetros de los fragmentos de fisión, la medida de estas correlaciones puede contribuir a un mejor entendimiento del proceso de fisión, en el caso del 252Cf se han realizado mucho más esfuerzos que con otros núcleos en la medición e interpretación del espectro de neutrones inmediatos de fisión ya que este espectro también es usado como una forma estándar de un espectro de neutrones, se han realizado muchos intentos para dar una explicación teórica del espectro de neutrones inmediatos de fisión del 252Cf. A pesar de muchas más investigaciones, el conocimiento de la llamada, emisión de neutrones de escisión es pobre y parcialmente contradictoria, por lo tanto, es de mucho interés para el entendimiento básico del proceso de emisión neutrónica no solo la medición precisa del espectro, sino también la obtención de correlaciones entre la emisión de neutrones y los diferentes parámetros de los fragmentos fisión. En el presente trabajo, se han escogido un número limitado de tópicos a cubrir, estos han sido escogidos porque están asociados con persistentes misterios de la fisión o porque ellos nos revelan, o revelaran, algo especial del comportamiento del núcleo fisil y sus productos subsecuentes. Después de una breve revisión teórica, se han organizado estos tópicos secuencialmente, de acuerdo a los varios escenarios del proceso de fisión, comenzando con la probabilidad para que la fisión ocurra y terminando con el estudio detallado de las distribuciones de masa y energía de los fragmentos resultantes de la fisión a partir de una distribución inicial con datos experimentales y la implementación del Método Monte Carlo, en FORTRAN, para simular el proceso de fisión de un experimento realizado en el CBNM (Central Bureau for Nuclear Measurements). El objetivo final fue estudiar las distribuciones finales de masa y energía de los fragmentos físiles y encontrar de qué manera el procedimiento experimental de toma de datos influye en estas distribuciones. Lo que hemos observado es que simulando una distribución de energía cinética (Ek) inicial con una desviación estándar constante (9.5 MeV) vemos que los fragmentos finales después de la emisión de neutrones tienen una distribución en la Ek con una dispersión que se ensancha en la región de masas entre A = 110 y A = 140 del orden de 2 MeV siendo la inicial simulada de 10 MeV lo que coincide con el resultado experimental que tiene un ensanchamiento en la misma región. En conclusión podemos decir que este ensanchamiento no es resultado de la emisión de neutrones y no existe en la distribución inicial. Esto es importante porque otros autores han visto que tal ensanchamiento podría haberse dado en la distribución inicial por lo que buscaban explicaciones físicas de ese ensanchamiento cuando en realidad no existe.