Medida de isótopos de Plutonio, 239Pu y 240Pu, mediante espectrometría de masas con aceleradores de baja energía

Abstract

El primer bloque, sobre la descripción de la técnica y de los dos sistemas empleados, comprende los Capítulos 2, 3 y 4. En el Capítulo 2 presentaremos los fundamento s del AMS de baja energía y las características de diseño de sus instalaciones. De esta forma, veremos que un sistema compacto de AMS no es simplemente una versión a escala de uno convencional, y justificaremos las razones por las que la comunidad científica se ha visto obligada durante 20 años a usar grandes aceleradores. En el Capítulo 3 describiremos en detalle las dos instalaciones de AMS utilizadas en este trabajo, destacando las diferencias entre ambas. Completaremos este bloque con el Capítulo 4, en el que trataremos el diseño de la óptica de iones de ambos sistemas, o forma en la que el haz es transportado desde la fuente de iones hasta el detector, presentando los primeros resultados de esta tesis. El lector tendrá que realizar un esfuerzo por recordar los fundamentos del álgebra lineal para comprender un capítulo que, aunque en algunos casos podría parecer alejado de los objetivos de esta tesis, es el que, en esencia, nos ha permitido poner a punto los dos dispositivos de AMS para la medida de isótopos de plutonio. Y esto ha sido fundamental en el caso del sistema del CNA, cuyas propiedades ópticas no fueron facilitadas por HVEE. El segundo bloque, con los Capítulos 5 y 6, está dedicado a la puesta a punto de la medida de isótopos de plutonio por AMS de baja energía. La técnica en sí es desarrollada en el Capítulo 5, y los métodos radioquímicos, junto con una breve discusión de las fuentes de plutonio al medio ambiente y de la importancia del estudio del cociente 240Pu/239Pu, en el 6. Es importante marcar la diferencia entre la labor realizada con el sistema de Zürich y de Sevilla. Las primeras evidencias experimentales sobre la posibilidad de medir actínidos en la instalación suiza fueron aportadas por L.K. Fifield, de la Australian National University, Canberra, en el año 2004, durante una estancia sabática en el ETH. Nuestras aportaciones fundamentales en este caso han sido la de probar la aplicabilidad de la técnica a muestras reales y la de explorar los límites de detección, trabajo que realizamos durante varias estancias en el mencionado centro. Sin embargo, en el caso del CNA, la labor de puesta a punto ha sido completa, por lo que presentaremos más resultados experimentales en este caso. Con el tercer bloque nos centraremos ya en el desarrollo de aplicaciones ambientales: en el Capítulo 7 abordaremos el problema de la medida de isótopos de plutonio en filtros atmosféricos de Sevilla, y en el 8 el de la caracterización de suelos de Sevilla y de Palomares, y de testigos de sedimento del estuario de Huelva y de la costa almeriense. De esta forma, aprovecharemos los bajos límites de detección ofrecidos por el AMS para aportar nuevos datos de plutonio en el Sur de la Península Ibérica. Concluiremos el trabajo con el Capítulo 9, en el que presentaremos un resumen de la labor realizada y de los resultados más relevantes de este trabajo.