cicCartuja Centro de Investigaciones Científicas de la cartuja

Bancos de helio sólido para experimentos de Física Nuclear

Investigadores del  grupo NanoMatMicro, del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMS), perteneciente al cicCartuja, en colaboración con científicos del Centro Nacional de Aceleradores (CNA), consiguen aplicar un material sólido compuesto de silicio y helio para su uso como blancos en experimentos de Física Nuclear.

Este material, en forma de película delgada depositada sobre un sustrato, está formado por una matriz sólida de silicio amorfo que contiene nanoburbujas, donde se alberga una gran cantidad de helio en estado condensado. Es esta alta concentración de helio, además de su estabilidad bajo irradiación con haces de iones, lo que ha llevado a proponer el material, fabricado en el ICMS, como “blancos sólidos de He”, en experimentos modelo de Física Nuclear realizados en las instalaciones del CNA.

La fabricación de este material se ha conseguido gracias a la tecnología de pulverización catódica, que se caracteriza por su fácil escalado y gran versatilidad. Otra de sus ventajas es que resulta estable durante años en condiciones ambientales y puede incluso calentarse a temperaturas de cientos de grados sin alterar sus propiedades.

La aplicación de esta metodología a distintos materiales y gases atrapados, diseñando y fabricando blancos a medida para experimentos concretos, ha despertado interés en diversos laboratorios e instalaciones europeas en una línea de trabajo novedosa y multidisciplinar. La disponibilidad de gases como el helio en estado condensado y altas concentraciones, sin recurrir a celdas de gases o condensados a bajas temperaturas, proporciona una gran ventaja en el diseño de estos experimentos. 

Los prometedores resultados de este trabajo han sido patentados conjuntamente por el CSIC y la Universidad de Sevilla y han sido publicados en la revista ACS Omega, perteneciente a la American Chemical Society. El artículo, además, ha merecido también la financiación dentro del programa piloto “Post-grant OpenAIRE FP7” para publicaciones “full Open Access”, y ha sido propuesto como parte de una presentación “Life Slides” en la página web de ACS Omega.

Más información en: Characterization and Validation of a-Si Magnetron-Sputtered Thin Films as Solid He Targets with High Stability for Nuclear Reactions. Vanda Godinho, Francisco Javier Ferrer, Begoña Fernández, Jaime Caballero-Hernández, Joaquin Gómez-Camacho, Asunción Fernández. ACS Omega 2016, Vol. 1, 1229−1238. DOI: 10.1021/acsomega.6b0027

ACS Live Slides: http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acsomega.6b00270


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