Detección de radionucleidos cosmogénicos mediante la técnica de espectrometría de masas con aceleradores

• Main Author: Rodrígues Ferreira Maltez, Darío Pablo
• Other Authors: Martí, Guillermo
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: Spanish
• Published: Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires 2016
• Subjects: Física / Física Nuclear; Geología / Geofísica; ESPECTROMETRIA DE MASAS CON ACELERADORES; SUBDUCCION DE PLACAS TECTONICAS; POLVO INTERPLANETARIO; AMS; 10BE; 53MN; Alta; Rocas; Antártica
• Online Access: http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5944_RodriguesFerreiraMaltez; http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/h/2906; http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=Tesis_5944_RodriguesFerreiraMaltez_oai

Una extensa variedad de radionucleidos son producidos por la interacción de los rayos cósmicos de alta energía con la atmósfera de nuestro planeta y con el polvo interplanetario que eventualmente puede arribar a él. Entre estos radionucleidos se encuentran el 10Be (T1/2 ~ 1,4 x 10^6 a˜nos) y el 53Mn (T1/2 ~ 3,7 x 10^6 a˜nos), que gracias a sus largos períodos de semidesintegración, resultan adecuados como trazadores en procesos de interés geofísico cuyos tiempos característicos son del orden de los millones de a˜nos. Además, el 53Mn, por producirse esencialmente fuera de nuestro planeta, es un excelente trazador de la depositación de material extraterrestre sobre la Tierra. Debido a sus concentraciones, de una parte en 10^9 hasta una parte en 10^15 respecto de sus isótopos estables, y actividades específicas extremadamente bajas, estos radionucleidos sólo pueden ser identificados y cuantificados mediante la técnica de espectrometría de masas con aceleradores (AMS). En este trabajo se aplicó la técnica AMS para la detección de estos radionucleidos con el objeto de estudiar el reciclado de sedimentos submarinos durante la subducción de placas tectónicas y la tasa de depositación de polvo interplanetario en nuestro planeta. En el primer caso las muestras analizadas fueron cenizas y rocas volcánicas y sedimentos extraídos de hasta 250 metros de profundidad por debajo del fondo submarino. En el segundo caso, se analizó una muestra de 1.400 kg de nieve antártica. Todas las muestras fueron procesadas químicamente para la extracción y concentración del elemento de interés y la supresión del isóbaro que interfiere en las mediciones de AMS. Las mediciones de las relaciones isotópicas fueron llevadas a cabo utilizando cuatro aceleradores de diferentes laboratorios, aprovechando las ventajas técnicas de cada uno. Finalmente, mediante el modelado de estos procesos y sobre la base de los resultados obtenidos fue posible determinar rangos para el porcentaje de sedimentos submarinos que participan de la formación de magmas durante la subducción de la placa tectónica de Nazca y establecer una cota superior para la cantidad de polvo interplanetario que ingresa a nuestro planeta. Además de estas dos aplicaciones geofísicas, en el marco de este trabajo se implementó la técnica AMS en las instalaciones del Acelerador TANDAR de forma cuantitativa. Para ello se construyó un sistema de detección que, haciendo uso de las altas energías posibles en este acelerador, permitió la identificación del radionucleido 10Be con la completa supresión de su isóbaro estable 10B. De este modo, se consiguieron en el Acelerador TANDAR, mediciones de relaciones isotópicas 10Be/9Be tan bajas como 5 x 10^−13, nivel de sensibilidad suficiente para realizar la mayoría de los estudios geofísicos con este radionucleido.