06/C194
Estudio de la factibilidad de utilizar los sitios de irradiación del Reactor RA-6 para realizar dataciones geológicas mediante el método de trazas de fisión. Aplicación a otros problemas de física de reactores
Study on the feasibility of performing irradiations for fission track dating (FTD) at the RA-6 reactor irradiation positions
Director: KESTELMAN, Abraham Jaime
E-mail: kestelma@cab.cnea.gov.ar
Co-Director: ARRIBERE, Maria Angélica
Integrantes: RIBEIRO GUEVARA, Sergio; DORVAL, Eric Leonel
Resumen Técnico
La técnica de fechado geológico por medio de trazas de fisión (FTF) se utiliza para periodos de tiempo de aproximadamente decenas de millones de años. La técnica se basa en que los fragmentos de la fisión del átomo de 238U, de gran masa y de energías cercanas a los 100 MeV, se frenan en el material produciendo trazas de aproximadamente 10 mm. Mediante un ataque químico, estas trazas se pueden hacer visibles para un microscopio óptico.
La determinación de la edad se basa en medir la relación de átomos 238U que han decaído por fisión espontánea dejando las trazas en un materia (tal como la mica, apatita o zircones) respecto a los átomos de 238U aún presentes en la superficie, que pueden generar trazas similares. La determinación del número de estos últimos se realiza mediante la irradiación de la muestra en un flujo de neutrones térmicos. En estas condiciones, el 235U presente en la muestra fisiona produciendo trazas, cuyo número es proporcional a la cantidad de 238U.
Dado que el dosaje de 238U se realiza induciendo fisiones sobre 235U, es de gran importancia que el flujo esté muy bien termalizado, ya que la presencia de neutrones más energéticos (de energías cercanas o superiores s 1 MeV) induciría también fisiones sobre los átomos de 238U y 232Th, las trazas de cuyos productos fisión son indistinguibles de las de la fisión de 235U.
En este proyecto se realizará la caracterización de las posiciones de irradiación del RA-6, a fin de determinar cual es la más adecuada para se utilizadas para FTF. Además se harán las estimaciones de la intereferencia que producen las fisiones de los átomos de 238U y 232Th presentes en la muestra por fisión con neutrones rápidos, y se propondrán procedimentos para su estimación y corrección.
Summary
The fission track dating (FTD) technique is used to date geological samples for ages of about tens of millions of years. The technique is based on the counting of the tracks left in a solid medium by the energy transfer of the energetic (about 100 MeV each) and heavily charged products of the spontaneous fission of U-238. These tracks, of about 10 mm, can be enlarged by etching and observed in a microscope.
The determination of age is performed considering the relationship between the number of U-238 atoms that decayed by spontaneous fission (obtaind by counting the tracks on a surface) and the number of U-238 persent in the surface. To compute the latter the sample is irradiated and tracks are created by the fission products of thermal induced fissions on U-235. Taking into account the isotopic ratios, the number of U-238 atoms is obtained.
However this irradiation process is not simple. Even in a well thermalized flux there may be fast neutrons (0.5 MeV < E). These neutrons can induce fission on U-238 y Th-232, generating fission tracks in the material. Under this condition, corrections must be made.
The aim of this porject is to characterize the flux in at least two irradiation positions of the RA‑6 reactor, estimate the significance of the corrections that should be made in actual samples and, if feasible, propose a simple procedure to perform them.