Resumen de Measurement of the delayed neutron emission probability of ⁸⁶As and ⁹¹Br
El desarrollo de sistemas de energía nuclear avanzados y los estudios de astrofísica nuclear requieren de datos de decaimiento radioactivo de núcleos emisores de neutrones retardados medidos con alta precisión, la probabilidad de emisión de neutrones en particular. Este trabajo presenta nuevos valores experimentales de la probabilidad de emisión de neutrones retardados tras el decaimiento beta de 86As y 91Br, dos isótopos clave en ambos campos.
El experimento se realizó en el 2010 en la instalación IGISOL del Laboratorio de Aceleradores de la Universidad de Jyväskylä, Finlandia. IGISOL es una instalación de última generación que combina la técnica IGISOL (Ion Guide Isotope Separation On-Line) con un conjunto de trampas Penning para producir haces de iones radiactivos de corta vida media con alta intensidad y pureza. El proceso de decaimiento se observó con un sistema de detección complementario: 1) el BEta deLayEd Neutron detector (BELEN) que consiste en una matriz de polietileno con 20 contadores de neutrones de 3He dispuestos en dos anillos concéntricos alrededor del punto de implantación en la dirección de haz, 2) un detector de silicio delgado para el contaje de partículas betas muy cerca del punto de implantación, y 3) un detector HPGe para la monitorización de la pureza del haz. Se utilizó un sistema de adquisición triggerless que combina electrónica comercial analógica y digital para extraer información sobre el tiempo y la amplitud de las señales para un análisis posterior.
La inferencia estadística se realizó simultáneamente sobre las distribuciones temporales de eventos de detección de neutrones y partículas beta dentro del marco bayesiano. Para ello, se desarrollaron modelos algebraicos basados en las ecuaciones de Bateman para dos casos característicos: implantación continua y discreta. La determinación de la probabilidad de emisión de neutrones retardados de 86As y 91Br se llevó a cabo caracterizando primero en eficiencia el sistema de detección con isótopos de referencia (88Br, 94-95Rb y 137I) y utilizando posteriormente dicha caracterización como ligadura en la estimación de parámetros. Dentro de esta metodología se hizo uso de simulaciones Monte Carlo del sistema de detección con MCNP y GEANT4 para eliminar incertidumbres sistemáticas originadas por los efectos dependientes del isótopo sobre las eficiencias.
Los nuevos valores (Pn(86As)=34.6 ± 0.9 y Pn(91Br)=29.3 +1.1/-0.8) son más de un 50% más precisos que las medidas anteriores.
