Simulación numérica de la fisión del plutonio-240

Dibujo20160329 neutron-proton densities in the top-bottom half of each frame and pairing field for the neutron-proton physical review letters

La fisión del plutonio-240 se ha simulado por ordenador mediante la teoría del funcional densidad para la energía nuclear (NEDFT). La dinámica es bastante compleja, pero destaca que es diez veces más lenta de lo esperado. Los nucleones (que son fermiones) se aparean formando bosones (similares a los pares de Cooper) y dan lugar a un superfluido (nuclear). Las fuerzas entre los nucleones de estos pares son más intensas e influyen mucho más de lo que sugerían los modelos teóricos previos.

La figura muestra resultados típicos; a la izquierda se muestran la densidad de neutrones (protones) en la parte superior (inferior); a la derecha el campo de emparejamiento de los neutrones (protones) en la parte superior (inferior). Más abajo aparecen vídeos con los resultados de cuatro simulaciones que se incluyen como información suplementaria del artículo.

El artículo es Aurel Bulgac, Piotr Magierski, […] Ionel Stetcu, “Induced Fission of Pu240 within a Real-Time Microscopic Framework,” Phys. Rev. Lett. 116: 122504 (25 Mar 2016), doi: 10.1103/PhysRevLett.116.122504arXiv:1511.00738 [nucl-th]; más información en Michael Schirber, “Fission Takes Its Time,” Physics (25 Mar 2016).

[youtube=https://www.youtube.com/watch?v=3g8xB6pDyfI&hd=1&rel=0]

Este vídeo diferentes vistas de cuatro simulaciones NEDT (ver los parámetros en la tabla de más abajo). Los interesados en los detalles pueden consultar el artículo en arXiv. Por cierto, para las simulaciones se ha usado el supercomputador Titan Cray XK7 del Oak Ridge que alcanza 27 petaflops (tiene 18688 CPU de tipo Opteron de AMD con 16-core y 18688 GPU de tipo Kepler de NVIDIA).

Dibujo20160329 table 1 fission 240-pu physical review letters



4 Comentarios

  1. Gracias por el artículo, dos dudas:
    ¿Qué consecuencias tiene que sea 10 veces más lenta de lo esperado?
    ¿Por qué nos interesa conocer la reacción de fisión del plutonio 240 en concreto? Me refiero a que si han invertido recursos será porque hay interés en ese isótopo en concreto. ¿Se usa en nuevos tipos de armas nucleares?¿En la nueva generación de reactores?

    1. Tal vez la razon es acabar con el mundo con una nueva bomba atomica, o tal vez la razon es hacer un poco de ciencia y descubrir cosas nuevas: COMO QUE EL PROCESO ES 10 VECES MÁS LENTO DE LO ESPERADO.

      Tal vez algún militar resentido esté triste por que la reaccion es lenta, o tal vez algún cientifico este feliz de que la reacción sea lenta y ahora deben explicar por que (por aquello del avance de la ciencia y el conocimiento)

  2. Por lo que tengo entendido, el plutonio 240 es bastante raro. De hecho para armas atómicas se usa el 239, y el 240 es prácticamente un “contaminante” que disminuye la calidad.

    Ignoro si se han hecho experimentos reales de fisión usando este material (que es muy inestable y tiende a la fisión espontánea) de manera que la pregunta sería ¿El que la simulación sea 20 veces mas lenta de lo esperado quiere decir que no se corresponde con lo observado en la realidad?

    Porque aquí tenemos dos escenarios: Uno que no se conozca el proceso de fusión del plutonio 240 “real” y que la simulación numérica nos este indicando que la suposición que teníamos era errónea, y la otra es que se haya observado, y que la simulación no coincida con la realidad

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 29 marzo, 2016
Categoría(s): ✓ Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science
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