Personal investigador del CITENI participa en una investigación pionera sobre fisión nuclear publicada en Nature
Personal investigador del CITENI participa en una investigación pionera sobre fisión nuclear publicada en Nature
El Centro de Investigación en Tecnologías Navales e Industriales (CITENI), situado en el Campus Industrial de Ferrol de la Universidade da Coruña (UDC), participa en un avance científico internacional sobre fisión nuclear, publicado en la prestigiosa revista Nature. Miembros del Grupo de Investigación en Física y Tecnología Nuclear y de Altas Energías (FiTNAE) han contribuido al descubrimiento de una nueva “isla” de fisión: una región en el mapa nuclear donde los núcleos atómicos exóticos tienden a dividirse de manera desigual. Este hallazgo mejora la comprensión de los procesos fundamentales que rigen la materia y tiene implicaciones en los campos de la energía, la astrofísica y la medicina
Nature, una de las revistas científicas más prestigiosas del mundo, acaba de publicar un artículo sobre el descubrimiento de una nueva “isla” de fisión nuclear asimétrica en un centenar de núcleos exóticos (inestables). En este trabajo participan dos miembros del Grupo de Investigación en Física y Tecnología Nuclear y de Altas Energías (FiTNAE) del Centro de Investigación en Tecnologías Navales e Industriales (CITENI), con sede el Campus Industrial de Ferrol de la UDC. Son Antía Graña (doctora en Física Nuclear y de Partículas) y José Luís Rodríguez (investigador Ramón y Cajal). El experimento se llevó a cabo en el acelerador GSI-FAIR de Darmstadt (Alemania), que cuenta con participación activa del personal del CITENI desde hace varios años.
La fisión nuclear es un proceso en el que los núcleos atómicos pesados se dividen en otros más ligeros, liberando una gran cantidad de energía. Aunque se conoce desde hace más de un siglo, sus mecanismos siguen considerándose complejos, en parte por la estructura interna del núcleo. Caracterizar la fisión es clave no solo para entender mejor las propiedades del núcleo atómico, sino también para estudiar procesos astrofísicos que explican la abundancia de los elementos en el universo. Además, conocer este fenómeno tiene aplicaciones prácticas importantes: por ejemplo, mejorar la seguridad en las centrales nucleares y optimizar la producción de energía o la producción de radioisótopos para tratamientos médicos.
ISLA DE FISIÓN ASIMÉTRICA
En una fisión nuclear, el núcleo de un átomo pesado se rompe en dos fragmentos que pueden tener cargas similares (fisión simétrica); o bien cargas muy diferentes, si uno de ellos retiene una mayor parte del núcleo original (fisión asimétrica). Si representamos estos procesos en un mapa de nucleidos —una especie de tabla periódica extendida que incluye todos los isótopos conocidos—, observamos amplias regiones donde predomina la fisión simétrica, intercaladas con “islas” donde prevalece la asimétrica.
El estudio publicado en Nature ha permitido delimitar una nueva isla de fisión asimétrica en una región situada por debajo del plomo, hasta ahora poco explorada. Este hallazgo responde a observaciones recientes de fisiones inesperadamente asimétricas en núcleos exóticos con pocos neutrones, lo que ha impulsado nuevas investigaciones tanto teóricas como experimentales.
El experimento —realizado por la colaboración R3B-SOFIA en el acelerador GSI-FAIR (Alemania)— ha determinado la distribución de carga de los fragmentos de fisión de más de 100 núcleos exóticos, 75 de los cuales se midieron por primera vez. El resultado es el primer mapa completo de esta nueva región de fisión asimétrica en núcleos más ligeros que el plomo.
“Uno de los resultados más interesantes del estudio ha sido comprobar el papel que juega la llamada ‘capa de protones deformada’, especialmente en los fragmentos ligeros con número atómico 36”, explica José Luís Rodríguez, investigador del CITENI. “Esta estructura del núcleo tiene un impacto directo en los productos que se generan durante la fisión, lo que nos muestra cómo influyen las propiedades internas del núcleo en todo el proceso. Además, estos datos nos ayudan a entender mejor cómo cambia el modo en que se rompe el núcleo, desde la fisión asimétrica típica de los actínidos a la simétrica de núcleos más ligeros, e incluso a nuevas formas de rotura que estamos observando en núcleos ricos en protones”.
Los resultados se complementarán con estudios basados en nuevos mecanismos de reacción, como las reacciones de arranque de un nucleón, investigadas en el CITENI, que han dado lugar a la tesis doctoral de Antía Graña. A través del análisis de la cinemática de los nucleones emitidos, estas reacciones permiten reconstruir la energía de excitación del sistema fisionante y estudiar cómo evolucionan las capas de protones y neutrones en función de esa energía.
De cara al futuro, este conjunto de datos será clave para ajustar modelos teóricos de fisión más fiables y predictivos. Dichos modelos son fundamentales para estimar las propiedades de fisión de núcleos con proporciones extremas de neutrones y protones, especialmente en regiones donde no existen datos experimentales disponibles.
Enlace al artículo: «An asymmetric fission island driven by shell effects in light fragments». Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08882-7
