Desarrollan un nuevo aerogel para la detección rápida de gases radiactivos en plantas nucleares

Un equipo de científicos de Francia ha logrado un avance significativo en el campo de la detección de gases radiactivos, cruciales para el monitoreo y la seguridad en plantas nucleares.

Físicos, químicos y meteorólogos del Centro Nacional para la Investigación Científica (CNRS), la Universidad Claude Bernard Lyon, el Comisariado de la Energía Atómica y Energías Alternativas (CEA) y la Escuela Normal Superior de Lyon (ENS de Lyon) han desarrollado un innovador aerogel que permite medir en tiempo real ciertos gases radiactivos, con una precisión y rapidez que superan a los métodos actuales, que suelen ser más complejos y costosos.

Detección

Este nuevo método se enfoca en la detección de gases como el tritio (³H), el criptón-85 (⁸⁵Kr) y el carbono-14 (¹⁴C), que, aunque no representan un gran peligro, son indicadores clave para asegurar el correcto funcionamiento de las plantas nucleares y prevenir posibles accidentes. La particularidad de estos radionúclidos es que son emisores beta puros, lo que significa que no emiten rayos gamma y requieren técnicas específicas para su detección.

Las tecnologías utilizadas actualmente se basan en mezclas gas-líquido o gas-gas y presentan varias desventajas: son costosas, complejas y no permiten una distinción rápida entre los diferentes radionúclidos. Además, generan residuos y no son del todo efectivas para ciertos gases radiactivos.

Reducción de residuos

El aerogel desarrollado por los científicos es una estructura altamente porosa, similar a una esponja, que consiste en un 15% de sólidos y se mantiene transparente. Este material, compuesto por nanopartículas de 5 nanómetros, permite que los gases radiactivos se difundan fácilmente. Al entrar en contacto con el aerogel, la energía emitida durante la desintegración radiactiva se convierte en luz visible, la cual es captada inmediatamente por un sistema de detección sensible que mide los fotones en tiempo real.

Gracias a este proceso, los investigadores han logrado distinguir y medir las emisiones beta de diferentes energías dentro de la misma muestra de gas, con una eficiencia del 20% para el tritio y casi del 100% para el criptón-85. Además, al no contaminarse con los gases radiactivos, el aerogel es reutilizable, lo que reduce significativamente la generación de residuos.

El desarrollo de este aerogel ha sido parte del proyecto europeo SPARTE y ya ha dado lugar a varias solicitudes de patentes, lo que subraya su potencial para transformar la industria de la energía nuclear. La capacidad de realizar mediciones precisas y en tiempo real de los gases radiactivos no solo mejorará la seguridad en las plantas nucleares, sino que también podría tener aplicaciones importantes en otras áreas donde la detección de radionúclidos es crítica.