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El Centro de Láseres Pulsados y el Centro de Micro-Análisis de Materiales de la UAM realizan un experimento pionero para evaluar cámaras CMOS comerciales como detectores de neutrones
Las Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS), CLPU y IABA (CMAM-CNA) han iniciado una colaboración para estudiar si es posible usar cámaras CMOS comerciales —las que encontramos en muchos dispositivos electrónicos— como detectores de neutrones. Esta investigación cuenta con el apoyo económico de proyectos del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) y del Ministerio de Ciencia, además de la participación del Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular (I3M) y el Material Physics Center (CFM)
El interés por este tipo de sensores surge porque las fuentes de neutrones generadas mediante láseres ultraintensos están ganando protagonismo. Estas fuentes necesitan sistemas de medida más rápidos, precisos y asequibles que los detectores convencionales, que suelen ser grandes, caros y menos flexibles. En este sentido, las cámaras CMOS comerciales resultan especialmente atractivas: son pequeñas, económicas y permiten montar varios sensores a la vez para reconstruir en 3D el campo de neutrones.
En este experimento se busca comprobar si un sistema formado por sensores CMOS estándar y distintos materiales convertidores —capaces de transformar los neutrones en señales visibles para la cámara— puede funcionar como detector. Para ello, se han generado neutrones haciendo incidir un haz de protones sobre un cristal de LiF en vacío usando el acelerador del CMAM. La respuesta de las cámaras se ha comparado con los diagnósticos de neutrones ya establecidos, estudiando así la eficiencia del nuevo sistema en varias configuraciones.
El I3M, por su parte, ha desarrollado métodos pasivos para medir la dosis total de neutrones. Estas nuevas técnicas permitirán relacionar los datos obtenidos por las cámaras con la dosis real de neutrones térmicos. Posteriormente, las muestras de LiF irradiadas serán analizadas por el CFM y el CMAM, completando así la caracterización necesaria para evaluar el rendimiento del detector propuesto.
Este trabajo conjunto entre dos ICTS españolas y dos centros de investigación de referencia supone un avance significativo hacia nuevas tecnologías de detección de neutrones: más accesibles, compactas y versátiles. Su desarrollo podría mejorar la seguridad radiológica en instalaciones láser/plasma y ampliar las herramientas disponibles para la investigación avanzada.
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Noelia Benito Gómez es doctora en Materiales Avanzados y Nanotecnología por la Universidad Autónoma de Madrid, donde trabaja como personal técnico de apoyo a la investigación del proyecto RIANA en el Centro de Microanálisis de Materiales CMAM-UAM