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Estos científicos quieren hacer brillar la radiación de Chernobyl.  esta es la razón

Estos científicos quieren hacer brillar la radiación de Chernobyl. esta es la razón

En los laberínticos sótanos del Departamento de Física de la Universidad de Bristol, un físico nuclear Dr. Dave Megson Smith Me dice lo mucho que no quiere usar un traje de protección contra materiales peligrosos cuando vaya a Chernobyl.

“Tan pronto como entras al campo, empiezas a sudar”, dice. «De repente, eres menos consciente de lo que te rodea. Estás menos seguro».

Su colega está a su lado Dr. Yannick Verbelin «Estás envuelto en plástico y sangras», añade. «Te estás moviendo y es un ambiente realmente estresante porque hay radiación a tu alrededor y no quieres quedarte más tiempo del necesario».


No definida


Estamos experimentando esto a pequeña escala mientras hablamos: aunque usamos finas batas de laboratorio azules en lugar de materiales peligrosos, el calor que emana de las grandes máquinas que bombean a nuestro alrededor hace que sea fácil imaginar la sensación. Algunas máquinas incluso contienen pequeñas motas de material radiactivo traído de instalaciones nucleares.

Especializados en respuesta a desastres y operaciones de limpieza, Megson Smith y Verbelen realizan lo que llaman “crítica forense nuclear”. Se trata de regresar de la zona del desastre con muestras radiactivas del tamaño de un grano de arena para analizarlas en su laboratorio. Utilizando estos datos, esperan extraer información como, por ejemplo, si la partícula provino de la caída de polvo o de un reactor de fusión nuclear.

Pero su enfoque actual es mejorar el análisis mientras se encuentran en las propias áreas de desastre. ¿cómo? Haciendo que las cavernas nucleares brillen con un luminoso color amarillo verdoso, por supuesto, y utilizando un nuevo y misterioso artilugio al que llaman «estrella oscura».

El dúo logró este objetivo en marzo pasado, cuando viajaron con su equipo a minas de uranio abandonadas de la época de la Guerra Fría en los desiertos de Arizona, EE. UU. Operation Dark Star tiene como objetivo detectar y detectar uranio utilizando una cámara ultravioleta, no los contadores Geiger cronometrados que has visto en películas y videojuegos.

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¿Por qué? El sensor óptico permitirá a los científicos realizar un seguimiento futuro de la radiactividad desde una distancia segura, sin correr el riesgo de exposición a la radiación.

El dron del equipo, que también estaban probando en Arizona, frente a la entrada de las cavernas nucleares. – Fuente de la imagen: Tom Bennett, Universidad de Bristol

Laboratorio forense nuclear independiente

Verbelen, Megson-Smith y su pequeño equipo de proyecto son conocidos mundialmente por utilizar robots para rastrear la propagación y los riesgos de accidentes por radiación. (Cuando, en enero de 2023, un camión que viajaba por Australia Occidental dejó caer una cápsula radiactiva lo suficientemente potente como para matar a alguien en pocas horas si la tocabas, el equipo permaneció en alerta para encontrarla. La cápsula era del tamaño de la uña más pequeña. )

Su último invento, Dark Star, es el dispositivo portátil de imágenes UV más potente del mundo: «Estrella» por su luz increíblemente intensa, pero «Oscura» porque esa luz es invisible para el ojo humano.

Lo diseñaron para que sea autónomo: se calibra según la configuración, ilumina la radiactividad y registra datos, todo mientras los científicos observan desde una distancia segura.

Mientras tanto, los contadores Geiger a menudo tienen que realizar mediciones en espacios reducidos. Tampoco tienen dirección, dice Megson Smith, mientras que una estrella oscura expone radiación en todos los lugares que toca con su luz.

Un foco ultravioleta violeta en la pared de la cueva resalta una mancha verde lima: uranio radiactivo.  Una máquina verde (la estrella oscura) proyecta luz ultravioleta.
La estrella oscura (derecha) ilumina el uranio en la superficie de las paredes de la cueva, que aparece con un brillo amarillo verdoso. – Fuente de la imagen: Sophia Leadbeater, Universidad de Bristol

¿Entonces, cómo funciona? La Estrella Oscura es esencialmente un sistema de sensores muy sofisticado, similar a una costosa cámara digital, pero que toma imágenes de cosas normalmente invisibles para el ojo humano.

“Al contrario de lo que nos hicieron creer Los SimpsonsEl uranio no brilla en la oscuridad. «Es simplemente un metal pesado no muy diferente del plomo, aunque un poco radiactivo», dice Verbelen.

«Sin embargo, cuando el uranio se expone al agua y al aire en el entorno natural, se ‘oxida’ y forma óxidos de uranio», continúa Verbelen. “Cuando estos óxidos se combinan con otros elementos, forman minerales que brillan en la oscuridad, con poca ‘ayuda’.

Esta «ayuda» es lo que los científicos llaman luminiscencia estimulada: cuando el uranio absorbe otro tipo de radiación (en este caso, radiación ultravioleta), emite luz en respuesta, que consideramos un resplandor.

En un viaje anterior a cuevas radiactivas, el equipo realizó este modelo de la mina de uranio Soo cerca del lago Roosevelt en Arizona, Estados Unidos. El modelo del terreno se creó utilizando cientos de imágenes etiquetadas con GPS tomadas desde un dron, que luego se combinaron con una reconstrucción radiométrica en 3D de la red de cuevas. Los colores en el mapa de las cuevas interiores representan la distribución de la radiactividad: el azul representa áreas con menor radiación, mientras que el rojo indica niveles de radiación más altos, destacando la presencia de rocas que contienen uranio.

Pero no es tan fácil como iluminarlo con una lámpara ultravioleta. Para que los minerales de uranio sean fluorescentes, se necesita una fuente de luz ultravioleta mucho más potente que la que se utiliza para comprobar el dinero falso en el supermercado, y en las minas de uranio abandonadas no hay enchufes para enchufarlos, dice Verbelen. ¡Ellos en ambos!

«Bueno, ¿cómo solucionamos este problema?» Aquí es donde entra Dark Star.

El futuro de la seguridad nuclear son las gafas de sol

El resplandor que produce es increíblemente brillante e ilumina la cueva con un brillo inquietante.

Pero su invención plantea sus propios riesgos. Según los investigadores, la exposición directa a la estrella oscura provocaría el equivalente a una quemadura solar en la piel. Por eso no se paran directamente frente a ella, sino que incluso un pequeño destello de rayos UV dispersos (reflejados) en las cuevas es lo suficientemente fuerte como para causar daño ocular.

Entonces, aunque no había materiales peligrosos allí, los investigadores tuvieron que usar gafas de sol para protegerse, a pesar de que estaban allí en medio de la noche y a gran profundidad bajo tierra. “Si alguien nos viera, sin duda, pensaría que estamos locos”, afirma Verbelen.

A continuación, planean devolver la Estrella Oscura a las cuevas, pero esta vez para colocarla en robots y drones. Las minas de Arizona son un buen lugar para probar equipos para su uso en entornos más hostiles como Chernobyl y Fukushima, “donde definitivamente no sería seguro estar de pie”, dice Verbelen riendo.

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Un científico que lleva casco, linterna frontal y gafas de sol utiliza una computadora portátil dentro de cuevas nucleares.
El Dr. Yannick Verbelen usa gafas de sol en las profundidades del subsuelo para proteger sus ojos de la estrella oscura. – Fuente de la imagen: Sophia Leadbeater, Universidad de Bristol

Los materiales peligrosos pueden seguir siendo el uniforme de los investigadores de campo de Chernobyl en los años venideros, pero aumentar la distancia entre ellos y la radiación proporcionará otra capa de protección (aunque un poco menos sudorosa).

La radiación no es algo que deba temer, subraya seriamente la pareja. En cada viaje a Estados Unidos, están expuestos a más radiación que las minas de uranio al sobrevolar el Polo Norte.

Del mismo modo, «si no tienes miedo, probablemente no estés cuerdo», dice Megson-Smith.

“Pero no hay por qué tener miedo si sabes lo que estás haciendo”, añade Verbelen. «Por eso Dark Star es tan importante: ahora podemos ver material a una distancia de 3 a 10 metros (10 a 33 pies)». Ya no tenemos que permanecer rodeados de materiales radiactivos.

Acerca de nuestros expertos

El Dr. Yannick Verbelen es investigador asociado senior en el Centro de Análisis de Interfaces de la Universidad de Bristol. Su investigación publicada incluye el mapeo de radiación de Chernobyl, publicado en Fronteras en robótica e inteligencia artificialy un análisis del accidente de Fukushima en Japón, publicado en la revista Datos científicos.

El Dr. Dave Megson-Smith es investigador en el Centro de Análisis de Interfaces de la Universidad de Bristol. También dirige Hot Robotics, que presta máquinas robóticas para la investigación en entornos radiactivos. Su investigación ha sido publicada en Revista de protección radiológica, Revista de robótica de campoY Fronteras en robótica e inteligencia artificial.

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