El doctor Ildefonso León Monzón es profesor-investigador de la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS) y ha participado desde hace varios años en el experimento ALICE del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), junto a físicos como Gerardo
Herrera, del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV), de quien fue alumno.
Si bien el físico ha desarrollado contribuciones a la ciencia básica para aplicarse en los detectores de ALICE (A Large Ion Collider Experiment), ha generado además innovaciones en el diseño de centelleadores, tecnología que permite detectar la radiación de partículas emitiendo luz, que también se aplica, por ejemplo, en la medicina.
Para los subdetectores de partículas de los experimentos del LHC se requieren centelladores muy precisos y los más rápidos que existen, señaló Ildefonso León, además de otras adecuaciones que no se encuentran en el mercado y que deben idear y solucionar los científicos.
Con el conocimiento adquirido en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear), el científico de la UAS fue el primero en desarrollar plástico centelleador en México, que está en buena medida acaparado por la industria de Estados Unidos, Europa y Japón, y el cual no solo se utiliza en detectores de altas energías, sino también en detectores de hospitales para obtener centellografías que permiten ver las estructuras internas del cuerpo.
De esta forma, es la primera vez que en el país se puede hacer plástico centelleador a la medida, desarrollo que ha patentado el científico. Una de ellas es para embeber fibras ópticas en el plástico centelleador, algo que no hace nadie más en el mundo: hacer una ranura en el plástico donde se introduce una fibra óptica la cual extrae la luz.
El plástico centelleador genera luz cuando la radiación lo atraviesa, por lo que hay que extraerla y llevarla a un dispositivo que la convierta en un pulso, como en un detector de partículas. Regularmente, la fibra óptica se embebe en el plástico en una etapa de polimerización, donde se calienta mucho.
Por su parte, el físico de la UAS encontró una manera de embeber el plástico sin que se disuelva. “Desde que comencé mi doctorado con Gerardo Herrera, en el diseño del detector V0, observé los materiales utilizados, cómo se diseñan y funcionan. Me di a la tarea de investigar sobre materiales orgánicos y polimerización, posteriormente inició un proyecto relacionado con la solución de un problema al que nos enfrentamos en el CERN: cómo colocar fibras en los plásticos sin hacer ranuras, con una máquina especial”.
El investigador explicó que se pueden hacer ranuras de un milímetro en superficie, difícil de lograr en un bloque de un metro de largo donde se debe hacer una ranura recta. “No hay broca tan larga y firme”, refirió.
Junto con sus estudiantes desarrollaron un material de alta densidad con una ranura cilíndrica, pero que también se puede hacer circular o helicoidal.
“Comúnmente, si se colocan fibras en un centelleador quedan atrapadas desde el principio, pero si le podemos hacer agujeros podemos colocar fibra a nuestro antojo, por si el detector necesita mantenimiento o se debe cambiar por la radiación. Eso no lo hacen las compañías que desarrollan plástico centelleador".
Monitoreo nuclear
Por otra parte, el científico lleva a cabo otro proyecto con la utilización de plástico centelleador, que podría prevenir sobre fugas de material nuclear. Dentro de los materiales que han sintetizado se encuentra uno al que le anclaron un átomo de gadolinio, una molécula orgánica que se coloca en el centelleador.
Esto le confiere la siguiente propiedad: el gadolinio es capaz de detectar el flujo de neutrones, algo muy importante para identificar fugas de material radioactivo, como en el escape de neutrones de una ojiva nuclear o material radioactivo que no debe salir de ciertas áreas, por ejemplo.
“Si un reactor sufre un accidente y las barras de enfriamiento no bajan y se da la fisión, no se puede entrar al área, pero estos materiales se pueden colocar en un transporte a control remoto y monitorear si hay o no una reacción nuclear”. Actualmente, desarrollan un proyecto para monitorear en tiempo real, a 200 metros de distancia, la actividad del reactor de Laguna Verde, en Veracruz.