Desarrollo y caracterización de un blanco de producción de neutrones. - Bertolo, Alma Agostina (2014)
El presente trabajo se realizó en el marco de un proyecto de desarrollo de tecnología de aceleradores de partículas para la producción de neutrones, a ser empleados en distintas aplicaciones médicas y nucleares. Una de las más importantes tiene que ver con la implementación de la terapia para el tratamiento del cáncer por captura neutrónica en boro conocida como BNCT (Boron Neutron Capture Therapy). En la actualidad los reactores nucleares son las únicas fuentes de neutrones que se han implementado para esta terapia, tanto para investigación, como para ensayos clínicos. Sin embargo existe un consenso generalizado en la comunidad científico-tecnológica de BNCT sobre la importancia de desarrollar fuentes de neutrones basadas en aceleradores de partículas. Por un lado, la elección de una reacción nuclear apropiada, inducida por protones o deuterones, puede generar haces de neutrones mucho más blandos que el espectro de neutrones de fisión de un reactor. Esto permite producir más fácilmente el haz epitérmico requerido, y por ende lograr una mayor calidad terapéutica. Por otra parte, pero no menos importante, un acelerador es instalable en un hospital, lo que no es admisible para un reactor, tiene un costo considerablemente menor, una mayor facilidad de operación y licenciamiento, y una larga tradición de presencia en hospitales. En los últimos años se ha comenzado a desarrollar en CNEA un acelerador cuyo propósito es el de producir neutrones mediante la utilización de diferentes reacciones nucleares. Se trata de lograr un acelerador que pueda ser instalado en un hospital para poner a disposición de los oncólogos una fuente de neutrones dedicada. Para este proyecto, estamos diseñando un blanco de producción de neutrones de alta potencia. El desafío consiste en depositar de manera estable una capa delgada del material blanco (Be), con el que se pretende producir la reacción nuclear 9Be(d,n), sobre un sustrato adecuado que soporte la solicitación termomecánica, el daño por hidrógeno y por radiación inducido por el haz de protones. Estos procesos generan sobre los materiales del blanco fragilización y producción de ampollas (blistering) provocada por acumulación de hidrógeno y desplazamientos de átomos de sus posiciones originales.En este trabajo se presentan avances y desafíos asociados a la búsqueda de los materiales y los procesos óptimos para la fabricación de un blanco de producción de neutrones conformado por tres capas: un depósito estable de Be, un sustrato o armadura donde se frenan las partículas cargadas incidentes, y un sistema de refrigeración capaz de drenar el considerable calor depositado por el haz....