1. MEDICIÓN DE LA RELACIÓN ISOTÓPICA
235
U/238
U
MEDIANTE AMS
EN EL
ACELERADOR TANDAR
J. García Gallardo, A. Arazi, D. Rodrigues, D. Abriola, O. Capurro, M.
Cardona , E. De Barbará, J. Fernández Niello, D. Hojman, G. Martí, C.
Miguez, A. Negri, A. Pacheco, L. Zalazar
COMISION NACIONAL DE ENERGIA ATOMICA
Laboratorio TANDAR, Centro Atómico Constituyentes
/////

2. ACCELERATOR MASS SPECTROMETRY (AMS)
▲Viene desarrollándose desde finales de los 70 y
desde entonces, ha sido aplicada a radionucleidos,
desde 3
He hasta 244
Pu
▲ Diversos propósitos: datación geológica, datación
arqueológica, trazador biológico y detección de
residuos nucleares, entre otros.
▲ Ha permitido discriminar isótopos en una relación
de hasta 1:1015
.

3. AMS : El ion es nuevamente
acelerado a un potencial mucho mayor.
▲ Mediante un striper se rompen las
moléculas, eliminando la interferencia
isobárica molecular.
▲ Debido a la alta energía pueden utilizarse
métodos de detección y discriminación de
partículas propios de la física nuclear.
▲ La masa requerida del elemento a medir
puede ser del orden de los nanogramos.
Espectrómetro
de Masas
convencional
La Rigidez magnética permite la selección
en los imanes:
B ρ = v M / Q
B Campo del imán ρ radio de giro
v velocidad del ión M masa del ión
Q carga del ión

4. ▲Campo del
imán inyector
Biny
▲Tensión de
terminal VT
▲Campo
del imán
analizador Ba
ToF = Time of Flight,
Tiempo de vuelo

5. ▲Modo “ToF”:
⧫ Espectros uni
y bi-paramétricos.
⧫ Poco contaje.
MONTAJE
▲Modo “detector”:
⧫ solo espectros
uni-paramétricos.
⧫ Buen Contaje.
Podemos operar
en dos modos.

6. CATODOS
MU
= 50 ng – 10 µg : Hace falta un portador de masa
~1 mg. Existen dos posibilidades:
▲ portador de Ag: Sol. de Nitrato de uranilo en Ag.
▲ portador de Fe: Oxido de uranio coprecipitado en Fe2
O3
UO2(NO3)2 + NH3 → (NH4)2U2O7 + NH4NO3(Sc)
Fe3+
(Aq) + NH3 (Sc) → Fe(OH)3 (S)
(NH
4
)
2
U
2
O
7
(S) → 900 °C → U
3
O
8
(S)
Fe (OH)3 (S) → 900 °C → Fe2O3 (S)

7. PROCEDIMIENTO
A diferencia del AMS usual, en este caso, ambos isótopos son
“microscópicos”, es decir, no es posible ver corriente a lo largo del
acelerador (p.ej. Mediante copas de Faraday) por lo tanto:
▲ Se utiliza 197
Au para sintonizar la máquina en la zona de masas
grandes (~200 uma).
▲ A partir del 197
Au es posible sintonizar el 232
Th, que nos ayuda a
ajustar la electrónica, y para calibrar los espectros.
▲ Luego pasamos al 238 y de ahí al 235.

8. 232
Th C23X = C232 ( m23X q232 / m232 q23X )

9. 238
U
Portador de Ag
Portador de Fe

11. RELACIONES
ISOTOPICAS
Ris
= n235
/ (n235
+ n238
)
dónde n235
,n238
:
contajes normalizados
▲ Errores sitemáticos (1).
▲ Cross talk (3, 6, 8).
▲ Medición larga, inestabilidad
del haz (7, 8).

12. CONCLUSIONES
▲ Pusimos a punto una línea para efectuar las primeras
mediciones de la relación isotópica235
U/238
U mediante ToF en
TANDAR.
▲ Encontramos que el portador del óxido de hierro (III) es más
conveniente para estos experimetos.
▲ Medimos las relaciones isotópicas en muestras de uranio
con enriquecimientos de 1%, 20% y 50% en cantidad de 50
ng.
▲ Debe prestarse atención a la contaminación cruzada.
▲ Errores sistemáticos + Estabilidad: hay que lograr que la
máquina entregue una corriente constante a lo largo de la
irradiación.
▲ A futuro medir 236
U.

13. ¡Gracias!
Buenos Aires vista desde la torre del Acelerador TANDAR