Ferrol, 6 de maio de 2025.- Nature, unha das revistas científicas máis prestixiosas do mundo, acaba de publicar un artigo sobre o descubrimento dunha nova “illa” de fisión nuclear asimétrica en centos de núcleos exóticos (inestables). Neste traballo participan dúas persoas do Grupo de Investigación en Física e Tecnoloxía Nuclear e de Altas Enerxías (FiTNAE) do CITENI, con sede no Campus Industrial de Ferrol da UDC. Son Antía Graña (doutora en Física Nuclear e de Partículas) e José Luís Rodríguez (investigador Ramón y Cajal). O experimento realizouse no acelerador GSI-FAIR de Darmstadt (Alemaña), que conta con participación activa do persoal do CITENI desde hai varios anos.
A fisión nuclear é un proceso en que os núcleos atómicos pesados se dividen noutros máis lixeiros, liberando unha gran cantidade de enerxía. Aínda que se coñece desde hai máis dun século, os seus mecanismos seguen a considerarse complexos, en parte pola estrutura interna do núcleo. Caracterizar a fisión é clave non só para entender mellor as propiedades do núcleo atómico, senón tamén para estudar procesos astrofísicos que explican a abundancia dos elementos no universo. Ademais, coñecer este fenómeno ten aplicacións prácticas importantes: por exemplo, mellorar a seguridade nas centrais nucleares e optimizar a produción de enerxía ou a produción de radioisótopos para tratamentos médicos.
Illa de fisión asimétrica
Nunha fisión nuclear, o núcleo dun átomo pesado rompe en dous fragmentos que poden ter cargas semellantes (fisión simétrica); ou ben cargas moi diferentes, se un deles retén unha maior parte do núcleo orixinal (fisión asimétrica). Se representamos estes procesos nun mapa de núclidos —unha especie de táboa periódica estendida que inclúe todos os isótopos coñecidos—, observamos amplas rexións onde predomina a fisión simétrica, intercaladas con “illas” onde prevalece a asimétrica.
O estudo publicado en Nature permitiu delimitar unha nova illa de fisión asimétrica nunha rexión situada por debaixo do chumbo, ata agora pouco explorada. Este achado responde a observacións recentes de fisións inesperadamente asimétricas en núcleos exóticos con poucos neutróns, o que impulsou novas investigacións tanto teóricas como experimentais.
O experimento —realizado pola colaboración R3B-SOFIA no acelerador GSI-FAIR (Alemaña)— determinou a distribución de carga dos fragmentos de fisión de máis de 100 núcleos exóticos, 75 dos cales se mediron por primeira vez.
O resultado é o primeiro mapa completo desta nova rexión de fisión asimétrica en núcleos máis lixeiros que o chumbo.
“Un dos achados máis interesantes do estudo foi comprobar o papel que xoga a chamada ‘capa de protóns deformada’, especialmente nos fragmentos lixeiros con número atómico 36”, explica José Luís Rodríguez, investigador do CITENI. “Esta estrutura do núcleo ten un impacto directo nos produtos que se xeran durante a fisión, o que nos amosa como inflúen as propiedades internas do núcleo en todo o proceso. Ademais, estes datos axúdannos a entender mellor como cambia o xeito no que se rompe o núcleo: desde a fisión asimétrica típica dos actínidos á simétrica dos núcleos máis lixeiros, e mesmo a novas formas de rotura que estamos a observar en núcleos ricos en protóns”.
Os resultados compleméntanse cun estudo baseado en novos mecanismos de reacción, como as reaccións de arranque dun nucleón, investigadas no CITENI, que deron lugar á tese de doutoramento de Antía Graña. A través da análise da cinemática dos nucleóns emitidos, estas reaccións permiten reconstruír a enerxía de excitación do sistema fisionante e estudar como evolucionan as capas de protóns e neutróns en función desa enerxía.
De cara ao futuro, este conxunto de datos será clave para axustar modelos teóricos de fisión máis fiables e preditivos. Estes modelos son fundamentais para estimar as propiedades de fisión de núcleos con proporcións extremas de neutróns e protóns, especialmente en rexións onde non existen datos experimentais dispoñibles.
Ligazón ao artigo: An asymmetric fission island driven by shell effects in light fragments. Nature (2025).
