La científica zacatecana Karen Arlet Guzmán García participó en la caracterización de nuevos detectores de neutrones de boro diez con sulfuro de zinc (10B+ZnS[Ag]) instalados en los arcos o pórticos detectores de radiactividad (RPM, por sus siglas en inglés), equipos utilizados en las fronteras de Estados Unidos para detectar componentes de armas nucleares.
Karen Guzmán realizó este proyecto como tesis de doctorado en la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) de 2012 a 2017. Los últimos tres años se desempeñó como becaria del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) y Consejo Zacatecano de Ciencia, Tecnología e Innovación (COZCYT), luego de concluir su licenciatura en ingeniería eléctrica y maestría en ciencias nucleares en la Universidad Autónoma de Zacatecas (UAZ).
Residente en Madrid, España, Karen Guzmán concedió una entrevista vía telefónica a la Agencia Informativa Conacyt para detallar su proyecto, un prototipo alternativo de detección de componentes de armas nucleares -específicamente Special Nuclear Materials (SNM), materiales especiales como el plutonio (Pu)-. Los distintos monitores de radiación tipo pórtico hoy se encuentran instalados en las aduanas de Estados Unidos.
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿En qué consiste el proyecto?
Karen Arlet Guzmán García (KAGG): El detector que nosotros estudiamos es alternativo a los que ya existen, compuestos de helio tres (3He), que se encuentran en México y otras partes del mundo. Como el helio tres es costoso y difícil de adquirir -ya que se adquiere a partir del desmantelamiento de armas nucleares-, propusimos el uso de detectores basados en la mezcla de boro diez (10B) con un centellador de ZnS (Ag) que cumple la misma función que los detectores actuales de helio tres, pero es más económico y accesible.
AIC: ¿Quién fabrica estos dispositivos?
KAGG: La empresa Bridgeport Instruments LLC, en Austin, Texas, quienes tienen una fábrica de detectores gamma, de neutrones y este tipo de tecnologías.
AIC: ¿Cómo se dio este proceso?
KAGG: Anteriormente ya se conocía que el boro diez con sulfuro de zinc daba una alta sensibilidad para la detección de neutrones, como lo hace el helio tres, pero de inferior eficiencia; pero no se habían aplicado en estos detectores.
Nosotros en la UPM, mediante métodos de simulación con el código Monte Carlo estuvimos haciendo varias pruebas, cambiamos la composición y cantidad de los elementos -especialmente de boro diez- para hacerlo más eficiente. En mi trabajo de tesis doctoral hice los modelos matemáticos para su caracterización y pruebas físicas con ensayos dinámicos y estáticos de los detectores; finalmente, también fabricamos un RPM completo con detectores gamma y de neutrones de 10B+ZnS(Ag) y llegamos a un detector óptimo.
AIC: ¿Cuál es el hallazgo más importante de este estudio?
KAGG: Concluir que estos detectores son una real e inmediata alternativa para reemplazar los detectores de helio tres que actualmente se encuentran instalados en los RPM de las aduanas.
AIC: ¿En dónde se utiliza?
KAGG: Varios de estos detectores -aproximadamente 310- ya han sido instalados en las fronteras de Estados Unidos; sé que la empresa ha recibido solicitudes de Italia y Argentina pero de momento no sé si ya los están aplicando. Debido a su accesibilidad en costo y obtención, es altamente probable que se comercialice en varios países del mundo.
AIC: ¿Quiénes participaron en este proyecto?
KAGG: La Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Madrid, junto con el Consejo de Seguridad Nuclear de España (CSN) y la agencia de Aduanas de España.
AIC: ¿Cómo funciona este detector?
KAGG: Es un dispositivo pasivo. Al no tener carga, los neutrones no se pueden detectar directamente, por lo que se utilizan elementos sensibles a los neutrones como lo es el boro diez, elemento altamente sensible a los neutrones, que al interaccionar con el neutrón produce una reacción (10B [n,a]7Li), es decir, que emite una partícula alfa (a) que, a su vez, es detectable por el centellador de ZnS(Ag), utilizado como detector de radiación natural alfa, emitiendo un centelleo que viaja a través de un material ópticamente transparente, en este caso, un polimetilmetacrilato (PMMA) al fotomultiplicador PTM, y mediante procesos electrónicos contabiliza una cuenta debido a neutrones. Esto lo convierte en una detección indirecta.
AIC: ¿Consideras que este proyecto te hace promotora de la paz?
KAGG: Claro que me interesa muchísimo la paz mundial. Por este trabajo me he percatado de muchos peligros que corremos las personas. Hoy en día me causa una gran satisfacción saber que aporto mi granito de arena para que el mundo esté más tranquilo y con este dispositivo nos aseguramos de evitar que alguien malintencionado cause daños importantes con una bomba o algo así.
AIC: ¿Ya eres millonaria?
KAGG: En cuanto a lo económico, soy becaria Conacyt y Cozcyt. Mi estancia académica en España ha sido cubierta por México, por lo que me siento muy agradecida con mi país. La UPM me ha apoyado con participaciones en congresos pero pasa como en toda universidad: que aportamos nuestros conocimientos y, finalmente, las ganancias económicas llegan a otra parte.
