No debemos demonizar la energía nuclear. Lo importante es la dosis de radiactividad, no la radiactividad, como importante es la de oxígeno, hidrógeno o cualquier otro elemento con el que interactuemos. No hay que estigmatizar el oxígeno o el hidrógeno (aunque juntos, en forma de H20, haya provocado millones de víctimas por ahogamiento a lo largo de la historia).

Sin embargo, quienes abominan de la energía nuclear probablemente verán refrendados sus temores en lo que parece que está ocurriendo en la planta de Chernóbil.

La tasa básica de neutrones ha aumentado, estabilizado y vuelto a disminuir

El accidente de Chernóbil​ fue un accidente nuclear sucedido el 26 de abril de 1986 en la central nuclear Vladímir Ilich Lenin, ubicada en el norte de Ucrania. Es considerado el peor accidente nuclear de la historia, y junto al accidente nuclear de Fukushima I en Japón en 2011, como el más grave en la Escala Internacional de Accidentes Nucleares.

Estructura de hormigón denominada «sarcófago», diseñada para contener el material radiactivo del núcleo del reactor, para una duración de 30 años.

Pero la pesadilla podría no haber terminado. Investigadores ucranianos del Instituto para Problemas de Seguridad de las Plantas de Energía Nuclear (ISPNPP) han detectado recientemente una cantidad inusualmente alta de neutrones (una señal de fisión) que emanan de una habitación inaccesible en la planta de energía nuclear de Chernobyl, lo que sugiere que una reacción de fisión ha comenzado a tener lugar.

Cuando parte del núcleo del reactor de la Unidad Cuatro se derritió el 26 de abril de 1986, las barras de combustible de uranio, su revestimiento de circonio, las barras de control de grafito y la arena que se vertieron en el núcleo para tratar de extinguir el fuego se fundieron en lava. Fluyó a las salas del sótano de la sala del reactor y se endureció en formaciones llamadas materiales que contienen combustible (FCM), que están cargadas con aproximadamente 170 toneladas de uranio irradiado, el 95% del combustible original.

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El sarcófago de hormigón y acero llamado Shelter, erigido un año después del accidente para albergar los restos de la Unidad Cuatro, permitió que el agua de lluvia se filtrara. Debido a que el agua ralentiza o modera los neutrones y, por lo tanto, aumenta sus probabilidades de golpear y dividir núcleos de uranio, las lluvias a veces elevaban el conteo de neutrones. Tras un aguacero en junio de 1990, un científico de Chernobyl roció una solución de nitrato de gadolinio, que absorbe neutrones. Varios años después, la planta instaló rociadores de nitrato de gadolinio en el techo del Refugio. Pero el aerosol no puede penetrar eficazmente en algunas habitaciones del sótano.

Si se tuviera que intervenir, pues, quizá humanos o robots deberían perforar la habitación y rociarla con un líquido que contenga una sustancia como el nitrato de gadolinio. Según Neil Hyatt, profesor de química de materiales nucleares en la Universidad de Sheffield y miembro del Comité de Gestión de Residuos Radiactivos del Reino Unido:

La tasa básica de neutrones ha aumentado, estabilizado y vuelto a disminuir. Eso es obviamente lo que esperamos que suceda. La situación es motivo de preocupación pero no de alarma, aunque si la tasa de producción de neutrones continúa aumentando, es posible que se deba intervenir.

Aunque las posibilidades son bajas los científicos no pueden descartar la posibilidad de algún tipo de accidente. En este caso ocurriría paulatinamente, pero puede llegar existir una "una liberación incontrolada de energía nuclear", añadía Hyatt. En el peor de los casos esa radiación contaminaría los alrededores más cercanos.

Un grupo de asotrónomos ha mapeado la superficie de una estrella de neutrones por primera vez.

El instrumento NICER de la NASA revela que las estrellas de neutrones no son tan simples como pensábamos.

NICER

Un fragmento de estrella de neutrones del tamaño de un terrón de azúcar (alrededor de un centímetro cúbico) contiene la misma cantidad de masa que toda la población humana. De hecho, la dilatación temporal gravitatoria provoca que el tiempo en la superficie de una estrella de neutrones transcurra un 30% más despacio que en la Tierra.

Las estrellas de neutrones que rotan a gran velocidad y emiten pulsos de radiación se llaman púlsares. Los púlsares, como los agujeros negros, son objetos extremadamente densos pero extremadamente pequeños.

Ahora, por primera vez, los astrónomos han cartografiado la superficie de un púlsar de 25 km de ancho con exquisito detalle. El resultado desafía la imagen de libro de texto de los astrónomos sobre la apariencia de un púlsar y abre la puerta para aprender más sobre estos objetos extremos.

Desde su posición en el exterior de la Estación Espacial Internacional, la Neutron star Interior Composition Explorer, o NICER, busca rayos X de objetos astronómicos extremos, como púlsares.

En una serie de estudios publicados en The Astrophysical Journal Letters, los investigadores utilizaron NICER para observar el púlsar J0030 + 0451, o J0030 para abreviar, que se encuentra a 1.100 años luz de distancia en la constelación de Piscis. Dos equipos, uno dirigido por investigadores de la Universidad de Amsterdam y el otro dirigido por la Universidad de Maryland, observaron la luz de rayos X del J0030 a lo largo del tiempo para mapear la superficie del púlsar y medir su masa. Ambos equipos llegaron a una imagen que no es la que esperaban.

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La medición constituye un desafío porque, como se ha apuntado, la inmensa gravedad del pulsar dobla el espacio-tiempo a su alrededor, lo que hace que el púlsar parezca un poco más grande que su tamaño real. Debido a que NICER puede registrar la llegada de los rayos X del púlsar con extrema precisión (100 nanosegundos), los investigadores pudieron construir un mapa de la superficie de la estrella y medir su tamaño con una precisión sin precedentes.

Así, NICER determinó que la estrella de neutrones analizada, J0030, tiene entre 1,3 y 1,4 veces la masa del Sol. Y tiene aproximadamente 26 kilómetros de ancho. (Por el contrario, nuestro Sol se extiende un poco más de 1,3 millones de kilómetros de ancho).

La simple imagen de libro de texto utilizada para describir los púlsares muestra estos objetos con dos puntos calientes, uno en cada uno de sus polos magnéticos. A medida que la estrella gira, los puntos calientes disparan radiación al espacio en haces delgados, como un faro. NICER, sin embargo, nos ha desvelado que las cosas no son tan sencillas: J0030 tiene dos o tres puntos calientes, todos en el hemisferio sur. El equipo de la Universidad de Amsterdam cree que el púlsar tiene un punto circular pequeño y un punto delgado en forma de media luna que gira alrededor de sus latitudes más bajas. El equipo de la Universidad de Maryland descubrió que los rayos X podrían provenir alternativamente de dos puntos ovalados en el hemisferio sur, así como de un punto más frío cerca del polo sur de la estrella.

Cuando las estrellas más masivas agotan su combustible aplastan toda su masa en la forma de la materia más densa que existe, hasta el punto de que los electrones se fusionan con los protones, transformándose así en una estrella de neutrones. Un púlsar es una estrella de neutrones que emite radiación periódica vinculada con el periodo de rotación del objeto.

El telescopio de rayos X NICER a bordo de la Estación Espacial Internacional ha producido las primeras mediciones precisas y confiables tanto del tamaño de un púlsar como de su masa, como podéis ver en el siguiente vídeo.

Mapa

Al medir el peso y las proporciones del púlsar, NICER reveló que las formas y ubicaciones de los puntos calientes de millones de grados en la superficie del púlsar son mucho más extrañas de lo que de lo que se había supuesto.

Se trata específicamente de es un púlsar solitario que se encuentra a 1.100 años luz de distancia en la constelación de Piscis: J0030 + 0451

Tiene alrededor de 1,3 veces la masa del Sol, 25,4 kilómetros de ancho y tiene dos puntos calientes: uno pequeño y circular, el otro largo y en forma de media luna.

Detectada aproximadamente a 4.600 años luz de la Tierra gracias a las observaciones del telescopio Green Bank, el Centro de Fronteras de Física NANOGrav ha descrito en un reciente estudio publicado en Nature la que es la estrella de neutrones más masiva que se conoce.

Llamada J0740 + 6620, se trata de un púlsar que gira rápidamente que contiene 2,17 veces la masa del sol (que es 333.000 veces la masa de la Tierra) en una esfera de solo 20-30 kilómetros.

Agujero negro

Las estrellas de neutrones son los restos comprimidos de estrellas masivas que se han convertido en supernova.

Más allá de la sensación de haber alcanzado un récord, J0740 + 6620 pone en evidencia hasta qué punto puede llegar a ser un solo objeto sin devenir en un agujero negro. ¿Cuál es el punto de inflexión cuando la gravedad vence a la materia y forma un agujero negro?

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Se localiza un púlsar que gira más de 42.000 veces por minuto

Para asimilar hasta qué punto es masiva esta estrella, un fragmento de estrella de neutrones del tamaño de un terrón de azúcar (alrededor de un centímetro cúbico) contiene la misma cantidad de masa que toda la población humana. Y la dilatación temporal gravitatoria provoca que el tiempo en la superficie de una estrella de neutrones transcurra un 30% más despacio que en la Tierra.

La masa del púlsar se midió a través de un fenómeno conocido como Efecto Shapiro. En pocas palabras, la gravedad de una estrella compañera enana blanca deforma el espacio que la rodea, de acuerdo con la teoría general de la relatividad de Einstein. Esto hace que los pulsos del púlsar viajen un poco más a medida que viajan a través del espacio-tiempo distorsionado alrededor de la enana blanca. Este retraso les dice la masa de la enana blanca, que a su vez proporciona una medición de masa de la estrella de neutrones.

El radiotelescopio LOFAR ha identificado un púlsar girando a 42.000 veces por minuto, una velocidad asombrosamente alta, si bien no supera (por muy poco) el púlsar más rápido jamás detectado: PSR J1748-2446, que alcanza casi las 43.000 veces por minuto. Teóricamente, un púlsar podría llegar a girar 72.000 veces por minuto.

El púlsar detectado ha sido llamado PSR J0952-0607 (o J0952 para abreviar) se clasifica como un púlsar de milisegundo. Se halla entre 3.200 y 5.700 años luz de distancia en la constelación de Sextans.

Los misteriosos púlsares

Cuando las estrellas más masivas agotan su combustible aplastan toda su masa en la forma de la materia más densa que existe, hasta el punto de que los electrones se fusionan con los protones, transformándose así en neutrones.

Entonces estamos ante una estrella de neutrones. Un fragmento de estrella de neutrones del tamaño de un terrón de azúcar (alrededor de un centímetro cúbico) contiene la misma cantidad de masa que toda la población humana, así que su densidad es inimaginable.

Un púlsar es una estrella de neutrones que emite radiación periódica. Los púlsares poseen un intenso campo magnético que induce la emisión de estos pulsos de radiación electromagnética a intervalos regulares relacionados con el periodo de rotación del objeto. El campo magnético giratorio potencia haces de ondas de radio, luz visible, rayos X y rayos gamma.

Jocelyn Bell, la primera persona en identificar un púlsar.

El púlsar hallado por LOFAR, un radiotelescopio de baja frecuencia ubicado en Holanda, contiene aproximadamente 1,4 veces la masa del Sol y es orbitado cada 6,4 horas por una estrella acompañante que ha sido reducida a menos de 20 veces la masa del planeta Júpiter. Según explica el autor principal del hallazgo, Cees Bassa, en el Instituto Neerlandés de Radioastronomía (ASTRON):

LOFAR recogió pulsos de J0952 a frecuencias de radio alrededor de 135 MHz, lo que es un 45 por ciento más bajo que las frecuencias más bajas de las búsquedas de radio convencionales. Encontramos que J0952 tiene un espectro de radio muy pronunciado, lo que significa que sus impulsos de radio se desvanecen muy rápidamente a frecuencias más altas. Habría sido un reto encontrarlo sin LOFAR.

El primer púlsar fue detectado por una astrónoma de Cambridge llamada Jocelyn Bell Burnell, en 1967. Al principio, los astrónomos pensaban que los pulsos regulares podrían ser señales de extraterrestres. Los púlsares se llamaban en broma LGMs (abreviatura de Little Green Men).

La Fuente Europea de Neutrones por Espalación (ESS) es un gran acelerador lineal de partículas que permitirá observar el interior de los materiales que componen nuestro mundo para así ser capaces de estudiar cómo se mueven e interactúan sus átomos por dentro, promiento tantos descubrimientos como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.

ESS

En Lund, una pequeña ciudad de 10.000 habitantes, ubicada en el sur de Suecia, es el lugar donde se está construyendo el ambicioso ESS. La construcción comenzó en 2014. Las primeras pruebas están previstas para 2019 y, si todo sale como se espera, se empezará a trabajar a pleno rendimiento en 2025.

Según explica la bioquímica sueca Sindra Petersson Arsköld, que forma parte de los 400 investigadores del proyecto:

Nuestra vida tecnológica cada vez depende más de la ciencia básica. La ESS funcionará como un gran microscopio. Pero a diferencia de los microscopios convencionales no utilizará luz o lentes. Usaremos neutrones, partículas presentes en el núcleo del átomo, para ver a través de las cosas. Los neutrones atraviesan el metal como la luz atraviesa el cristal.

Las instalaciones de la ESS ocuparán unas 10 hectáreas (equivalente a 14 campos de fútbol). A un coste de 1.843 millones de euros, no se trata de un proyecto de la UE sino de varios países europeos: 17 hasta el momento.

Cuando las estrellas más masivas agotan su combustible aplastan toda su masa en la forma de la materia más densa que existe, hasta el punto de que los electrones se fusionan con los neutrones, transformándose así en neutrones. Estamos ante una estrella de neutrones: los objetos observables más densos del universo.

A fin de que podamos conocer un poco más estos singulares estrellas, el 3 de junio despegó NICER desde el Centro Espacial Kennedy, alcanzando con éxito la Estación Espacial Internacional a bordo de la nave de reabastecimiento SpaceX CRS-11.

NICER

NICER es el acrónimo de Neutron star Interior Composition Explorer y, durante 18 meses, se encargará de recoger los rayos X generados por los intensos campos magnéticos situados en los polos de estos potentes objetos. De esta manera se espera conocer los secretos que se esconden en su interior.

Concretamente, el objeto de estudio serán un tipo especial de estrellas de neutrones: los púlsares, 'faros' de rotación rápida que emiten radiación de forma periódica. Además, las pulsaciones de estos objetos son predecibles, por lo que pueden utilizarse como relojes celestes, proporcionando mediciones del tiempo con alta precisión.

En los próximos meses se conocerán los primeros resultados de la misión.

Un púlsar es una estrella de neutrones que emite radiación periódica. Los púlsares poseen un intenso campo magnético que induce la emisión de estos pulsos de radiación electromagnética a intervalos regulares relacionados con el periodo de rotación del objeto.

Ahora, el telescopio espacial XMM-Newton de la ESA ha encontrado uno que es mil veces más brillante de lo que se creía posible.

El púlsar más lejano

Además de ser mucho más brillante (en un segundo emite la misma cantidad de energía liberada por nuestro sol en 3,5 años), este púlsar también está más lejos que ningún otro jamás detectado, con su luz viajando 50 millones de años luz antes de ser detectada por XMM-Newton.

Según Gian Luca Israel, del INAF-Osservatorio Astronomica di Roma, Italia, autor principal del estudio que describe el resultado publicado en Science:

Antes, se creía que sólo los agujeros negros por lo menos 10 veces más masivos que nuestro sol, alimentándose de sus compañeros estelares, podría alcanzar luminosidades tan extraordinarias, pero las pulsaciones rápidas y regulares de esta fuente son las huellas dactilares de las estrellas de neutrones y se distinguen claramente de los agujeros negros.

Físicos del Imperial College de Londres han descubierto la forma de crear materia a partir de la Luz, una teoría propuesta ya por Gregory Breit y John Archibald Wheeler en el año 1934.

La idea de los dos científicos era que debería ser posible convertir materia a partir de la luz “aplastando” dos fotones para crear un electrón y un positrón. El cálculo resultó que era teóricamente posible pero los dos científicos jamás esperaron que nadie demostrara empíricamente su predicción.

Las nuevas investigaciones muestran como la teoría de Breit y Wheeler se podría probar en la práctica. Un colisionador de fotones, que convertiría la luz en materia, tecnológicamente ya es posible, sería un nuevo experimento de física de alta energía que recrearía el proceso de los primeros 100 segundos tras la creación del universo.

Los científicos estaban trabajando en los problemas asociados a la fusión, cuando se dieron cuenta de la posibilidad de darse las condiciones ideadas por Breit y Wheeler.

Ahora los esfuerzos se centran en llevar a cabo el experimento que consiga transformar la luz en materia, en primer lugar los científicos usarían un láser de alta intensidad para acelerar los electrones justo por debajo de la velocidad de la luz, entonces se podrían disparar estos electrones sobre una losa de oro para crear un haz de fotones un billón de veces más energéticos que la luz visible.

En la siguiente etapa se dispararía un láser de alta energía que crearía un campo de radiación térmica que generaría una luz similar a la emitida por las estrellas.

Posteriormente se haría chocar a los fotones de las dos fuentes y se formarían electrones y positrones, siendo posible su detección.

Via | theENGINEER

Una estrella de neutrones nace en las últimas etapas de una estrella masiva como consecuencia de una explosión de supernova. La estrella de neutrones es un objeto muy compacto y muy masivo; tiene una masa de un par de masas solares contenidas en una esfera de 10 km de radio. Es decir, que podemos comparar fácilmente su tamaño con el de Manhattan.

Así pues, estrellas de neutrones más pequeñas que la ciudad de Nueva York pueden llegar a pesar hasta 665.963 veces más que la Tierra.

Vía | Abadía Digital