CLPU y CMAM realizan experimento pionero para evaluar cámaras CMOS comerciales como detectores de neutrones
Las Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS) Centro de Láseres Pulsados (CLPU) y IABA (CMAM–CNA) han puesto en marcha una colaboración destinada a evaluar la viabilidad de utilizar cámaras CMOS comerciales como detectores de neutrones.
Esta iniciativa se desarrolla gracias a la financiación de los proyectos: PR-084-2022 del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) y el proyecto coordinado del MICIU Generación de Conocimiento: SIRACUSA PID2023-148992OB-C22. Cuenta además con la colaboración del Instituto de Instrumentación para Imagen Molecular I3M (partner del proyecto coordinado) y el Material Physics Center (CFM).
El trabajo se enmarca en un contexto de creciente interés por las fuentes de neutrones generadas mediante láseres ultraintensos, cada vez más presentes en instalaciones basadas en la tecnología CPA. Estas fuentes, altamente pulsadas y de gran intensidad, requieren sistemas de dosimetría más rápidos, precisos y accesibles que los detectores tradicionales, habitualmente voluminosos y de elevado coste. En este escenario, las cámaras CMOS comerciales se plantean como una alternativa prometedora: son compactas, económicas y permiten configuraciones con múltiples sensores capaces de reconstruir en 3D el campo de neutrones, además de posibilitar estrategias avanzadas de análisis gracias a su naturaleza pixelada.
El objetivo del experimento es validar un nuevo esquema de detección basado en sensores CMOS estándar combinados con distintos convertidores capaces de transformar los neutrones en señales visibles para la cámara. Para ello, se han generado neutrones mediante un cristal de LiF irradiado en vacío por el haz de protones en el CMAM, correlacionando la respuesta de las cámaras con los diagnósticos de neutrones establecidos y estudiando así la eficiencia del sistema en diferentes configuraciones.
Además, el I3M ha desarrollado nuevos esquemas pasivos para determinar la dosis total de neutrones. Estas técnicas ayudarán a correlacionar los datos obtenidos en las cámaras con la dosis real de neutrones térmicos. Posteriormente, las muestras de LiF irradiadas serán analizadas tanto por el CFM como por el CMAM, completando así la caracterización experimental necesaria para evaluar la eficacia del nuevo sistema detector.
Este experimento conjunto entre dos ICTS españolas y otros dos Centros de Investigación de primera línea constituye un paso importante hacia el desarrollo de tecnologías de detección de neutrones más accesibles, compactas y versátiles, con gran potencial para mejorar la gestión radiológica en instalaciones láser/plasma y ampliar las posibilidades de instrumentación en experimentación avanzada.