Espectrometría de masas usando aceleradores de partículas
La espectrometría de masas utilizando aceleradores de partículas (AMS) es una
técnica ultrasensible que permite medir concentraciones pequeñas, del orden de una
parte en 10^16 de diferentes nucleídos. En particular se utiliza para la
identificación y medición de isótopos radiactivos de vidas medias largas,
dentro del rango de 10^3 a 10^8 años. Estos radioisótopos son de particular
interés en ramas tan diferentes como las ciencias de la atmósfera, la
cosmología o la arqueología. Dadas las concentraciones extremadamente bajas que es
posible medir con esta técnica, así como las pequeñas cantidades de muestra
que son necesarias (del orden de unos pocos miligramos), AMS está ubicada en una
posición privilegiada frente a la espectrometría de masas convencional a la hora de
realizar mediciones sobre muestras valiosas, que no deben ni pueden ser destruídas, como ser
piezas arqueológicas, fragmenteos de rocas lunares o de meteoritos, etc.
AMS se desarrolla en el TANDAR desde hace poco tiempo. Para el desarrollo de la técnica han
debido realizarse importantes estudios sobre óptica iónica y sobre los diferentes
instrumentos eléctricos y magnéticos que componen la columna de aceleración de
partículas y que permiten el acondicionamiento del haz. Así mismo ha sido necesario
realizar modificaciones en el acelerador a las cuales el grupo le ha dedicado y aún
continúa dedicándole tiempo y esfuerzo.
Uno de los escollos importantes en la aplicación de AMS es la separación e
identificación de los isóbaros estables de los radionucleidos de interés. Para
una buena identificación en el momento de la medición es necesario desarrollar un
buen proceso químico de muestras. Luego de ello, es necesario contar con un instrumento de
detección adecuado. El grupo cuenta con diferentes maneras de identificar isóbaros:
-
Un espectrómetro de masas capaz de separar partículas que inciden con distintos
momentos. A este espectrómetro es posible adosarle una cámara de deriva vertical
sensible a posición o bien una cámara de ionización de ánodo
segmentado. Esta última, diseñada y fabricada en el grupo, puede ser utilizada en
diferentes arreglos experimentales. Puede ser sensible a posición y ángulo de
incidencia y/o sensible a los diferentes números atómicos de las partículas
incidentes gracias a las secciones en el ánodo, las cuales dan cuenta de la pérdida
de energía y de la energía residual de dichas partículas (foto de la CIAS).
-
Un detector gaseoso del tipo telescopio, el cual es sensible a la pérdida de energía
a la energía residual y a la posición de incidencia de las partículas (ver
figura 1)
Figura 1
Nuestro grupo ha estudiado por el método AMS algunas características relevantes del
meteorito caído en Campo del Cielo, Pcia. del Chaco, Argentina. En la figura 2 se
observa un fragmento del meteorito estudiado. Actualmente está en curso una
investigación similar con fragmentos de material hallado en la región de Río
Cuarto, Pcia. de Córdoba, Argentina.
Figura 2
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