Posible detección de radiactividad de Fukushima en la Universidad de Washington (Seattle, EE.UU.)

Físicos nucleares norteamericanos de la Universidad de Washington en Seattle (Estado de Washington, Costa Oeste de EE.UU.) afirman que han detectado trazas de la radiactividad originada en la central nuclear de Fukushima. La figura compara el espectro observado en filtros de aire en su universidad los días 16-17 de marzo (rojo) y los días 17-18 de marzo (azul) que muestran un pico muy claro asociado al isótopo 131 del yodo y otros picos asociados a los isótopos 132 del yodo, 132 del telurio, 134 del cesio y 137 del cesio. La actividad más alta detectada ha sido la del yodo 131 con 32 mBq/m³ (milibecquerelios por metro cúbico), es decir, una desintegración nuclear cada 32 segundos en cada metro cúbico de aire. Una cantidad muy pequeña (casi ridícula) de radiactividad (100 veces por debajo del límite legal de 3’7 Bq/m³ según la EPA, Environmental Protection Agency), que se ha podido medir gracias a que los detectores de radiactividad actuales son muy precisos. El análisis de estas medidas se presenta en el artículo técnico de J. Díaz León et al., “Arrival time and magnitude of airborne ssion products from the Fukushima, Japan, reactor incident as measured in Seattle, WA, USA,” ArXiv, March 24, 2011.

En mi opinión personal el artículo de J. Díaz León y sus colegas es un poco oportunista y sensacionalista y se inicia recordando que también midieron trazas radiactivas en Seattle tras el accidente de Chernóbil (a 8700 km de distancia).  Fukushima se encuentra a 7600 km de Seattle y los autores han buscado trazas de elementos radiactivos que hayan podido atravesar el Oceáno Pacífico. Para ello han comparado el espectro de rayos gamma en muestras de aire tomadas entre las 12 PM del 16 de marzo y las 2 PM del 17 marzo con muestras tomadas entre las 12 PM del 17 de marzo y las 2 PM del 18 de marzo [la figura que abre esta entrada muestra su resultado]. Los detectores utilizados son mucho más precisos que los utilizados cuando midieron la radiactividad de Chernóbil y según los autores confirman que ha habido emisiones de radiactividad desde Fukushima que han atravesado el Océano Pacífico. Por supuesto, nadie puede asegurar al 100% que provengan de Fukushima y no de otro lugar, pero según los autores la composición relativa entre los isótopos radiactivos detectados es compatible con la hipótesis de que su origen sean reactores nucleares como los usados en Fukushima (si ellos son expertos en física nuclear supongo que ellos conocerán estos detalles).

Un tema tan mediático como Fukushima lleva a acciones curiosas: los autores del artículo, con objeto de informar al público en general, han habilitado una página web con los resultados de su artículo llamada “Air Radioactivity Monitoring at UW Physics,” donde se supone que actualizarán la información que vayan recabando (ahora mismo sólo está la información del artículo y muy poquito más). Abajo tenéis la foto del aparato experimental utilizado para la medida de la radiactividad.

PS (26 mar. 2011): Más información en KFC, “Fission Products in Seattle Reveal Clues about Japan Nuclear Disaster. The first analysis of nuclear fission products in the atmosphere over Seattle provides a unique insight into the nature of the disaster,” The Physics arXiv blog, March 25, 2011.

PS (26 mar. 2011): El siguiente vídeo de youtube de la agencia noruega del aire muestra una predicción para la pluma de radiactividad de Fukushima sobre la costa oeste de EE.UU. Hay que indicar que no son medidas sino predicciones numéricas, lo que puede implicar que estén bastante equivocadas. Aún así, lo muestro aquí porque está relacionado con esta entrada en la que sí se presentan medidas in situ.

Muchos ya conoceréis las predicciones francesas de la evolución de la pluma radiactiva hasta alcanzar Europa, incluyendo España y Francia; esta predicción se ha obtenido mediante simulación numérica de la pluma y en nuestro País puede estar sujeta a enormes errores; aún así se predicen valores un millón de veces menores que los valores máximos en Fukushima (más abajo os he incluido estos valores según TEPCO). Para los que no quieran molestarse en leer cifras, como pueden comprobar los que sí se molesten, si los franceses tienen razón con su simulación numérica la radiactividad que ha llegado a España desde Fukushima es inferior al nivel de radiactividad natural promedio en nuestro País (aunque este pequeño exceso podría ser detectado por los medidores de radiactividad).

PS (26 mar. 2011): Los interesados en conocer las medidas de radiactividad en Japón tanto en las centrales de Fukushima como en Tokio y en varias prefacturas pueden informarse en “Graphing Earthquake and Radiation Data in Japan,” donde todas las figuras presentan la radiación en μSv/h. Según la compañía TEPCO los niveles de radiación más altos alcanzados en la propia central no han superado los 0’012 Sv/h durante una hora y se presentan en la siguiente gráfica (en μSv/h). En Tokio no se han superado en ningún momento los 0’50 μSv/h en ninguna hora y en estos momentos el valor ronda los 0’15 μSv/h (unas 4 veces lo normal para una ciudad como ésta).

El LHC del CERN viento en popa y a toda vela

 

El año pasado en “Conforme la luminosidad crece, las colisiones en el LHC del CERN se complican y ya hay colisiones con cuatro vértices primarios,” 6  junio 2010, nos hacíamos eco de colisiones protón-protón en el LHC con 4 vértices reconstruidas por ATLAS (ver también “colisiones múltiples en el LHC del CERN,” 4 abril 2010). Esta misma semana se ha publicado la reconstrucción de una colisión con 13 vértices observada en el experimento CMS del LHC (la colisión se produjo el lunes 14 de marzo). Una imagen espectacular que ilustra con lo que han de lidiar los físicos en el LHC y que confirma la gran calidad del trabajo que se está realizando. Con fecha 23 de marzo se indicó que sólo CMS ha completado 45 artículos técnicos con los datos de 2010 (ya publicados, ya enviados o próximos a ser enviados) y que hay 23 artículos más en preparación.

Soy optimista, pero no tanto como Philip Gibbs, “LHC could provide up to 14/fb in 2011,” viXra log, March 23, 2011, que ha leído entre líneas en esta charla que en 2011 se podrían llegar a alcanzar hasta 14 /fb de colisiones, cuando el objetivo es superar 1 /fb. La charla ha sido impartida por Steve Myers quien nos ha contado el estado actual del LHC (Large Hadron Collider) y las previsiones para este año. El 22 de marzo se logró superar el récord de luminosidad del año pasado (Tommaso también se ha hecho eco de ello) y se recolectaron 6/pb en 8 horas. En el caso más pesimista, si se mantiene esta luminosidad durante los 124 días de colisiones protón-protón que están planificados para este año se obtendrían 12×124 = 1488 /pb = 1’5/fb, con lo que se superará fácil el objetivo de 1/fb para 2011. ¿Cuál será la luminosidad pico que se alcanzará de forma sostenida durante este año? Se espera poder lograr inyectar 936 paquetes de protones con una separación de 75 ns, lo que significa para un optimista como Philip que el tope máximo alcanzable de colisiones serán 9 /fb. Sin embargo, si todo va bien, podría ensayarse una separación de 50 ns, lo que permite hasta 1404 paquetes de protones, con lo que el tope máximo alcanzable serán 14 /fb de colisiones. Muchas son, pero Philip nos recomienda a todos cruzar los dedos para que todo salga a las mil maravillas. En mi opinión, poniendo los pies en la tierra, no creo que se superen los 5 /fb de datos, lo que no es moco de pavo.

Publicado en Science: Dónde está la materia oscura en el cúmulo de galaxias de Perseo

El cúmulo de galaxias de Perseo (Abell 426) es uno de los cúmulos galácticos más brillantes del cielo en la banda de rayos X y uno de los cúmulos con más masa del universo. Observaciones de rayos X obtenidas con el observatorio espacial Suzaku (misión conjunta NASA + JAXA) indican que este cúmulo tiene más materia ordinaria (bariónica)  de la que predicen los modelos cosmológicos, es decir, falta materia oscura. ¿Por qué Abell 426 contradice los datos cosmológicos de WMAP 7? Nadie lo sabe. Estudios anteriores habían encontrado que faltaba materia en la parte exterior del cúmulo por lo que se pensaba que existía allí materia oscura. Sin embargo, el nuevo estudio demuestra que no es necesaria la materia oscura para explicar la dinámica de este cúmulo. ¿Por qué no hay materia oscura en uno de los mayores cúmulos galácticos del universo? Nadie lo sabe. Se ha logrado determinar la masa bariónica del cúmulo porque sus galaxias están inmersas en un gas caliente a millones de grados que emite rayos X que han sido detectados por Suzaku (Perseo es el cúmulo galáctico que emite en rayos X más cercano a nuestra galaxia). Suzaku ha demostrado que el cúmulo tiene un diámetro de 11’6 millones de años luz (un radio de 1’79±0’04 megapársec) y contiene unos 665 billones de veces la masa del Sol (6’65±0.44 × 10¹² MS). El artículo técnico es Aurora Simionescu et al., “Baryons at the Edge of the X-ray–Brightest Galaxy Cluster,” Science 331: 1576-1579, 25 March 2011 [gratis en ArXiv].

La figura clave del artículo nos muestra la fracción de gas caliente (materia bariónica) en función de la distancia al centro del cúmulo. Para el radio total del cúmulo, eje de abcisas con valor r/r200 = 1, la fracción de gas es del 23%, aunque a mitad de distancia, r/r200 = 0’5, el valor se reduce al 12%. Estudios anteriores (puntos azules y curva verde) estimaron la masa bariónica del cúmulo por debajo del 15%. Como se observa en la figura conforme nos alejamos del centro del cúmulo la cantidad de materia bariónica crece y sorprende que el resultado final ronde el 23%, la predicción de WMAP 7 para la cantidad de materia oscura del universo.

El cúmulo de galaxias de Perseo (Abell 426) es uno de los cúmulos galácticos más brillantes del cielo en la banda de rayos X y uno de los cúmulos con más masa del universo, formado por un grupo de más de mil galaxias enanas (elípticas y lenticulares) colocadas a unos 250 millones de años de luz de distancia de la Vía Láctea. La imagen de arriba muestra el cúmulo en el espectro visible. La galaxia más brillante (en rayos X) y más característica del cúmulo es NGC 1275 (abajo una foto de ella obtenida por el telescopio espacial Hubble). Esta galaxia está colocado más o menos en el centro del cúmulo. Todas las galaxias del cúmulo están inmersas en una enorme nube de gas caliente a varios millones de grados. NGC 1275 es una galaxia activa con un superagujero negro que está engullendo galaxias enteras y que emite una prodigiosa cantidad de rayos X de alta energía. ¿De alguna manera esta enorme emisión ha expulsado la materia oscura del entorno exterior del cúmulo? ¿Qué ha pasado con la materia oscura que debería estar en el cúmulo de Perseo? Muchas preguntas sin respuesta que serán objeto de intensas investigaciones por parte de los astrofísicos y cosmólogos.