Jefe de Proyecto: Luis Felipe Desdín

RESUMEN: El campo de la nanotecnología se enmarca dentro de las ciencias y la ingeniería. Las estructuras con las que se lidia en este campo miden, en al menos una de las tres dimensiones, menos de 100 nanómetros. La prueba viviente de cuán importantes son las nanoestructuras está en los sistemas orgánicos, complejos ensamblajes de componentes en la escala “nano”. La diferencia entre los materiales a nanoescala y a escala macroscópica es que la superficie de los primeros en relación con su masa es relativamente mayor, lo que permite que sean químicamente más reactivos y, por tanto, que haya cambios en sus propiedades básicas. Además, estas estructuras están sometidas a las leyes de la mecánica cuántica. Entre los nanomateriales más promisorios se encuentran los de carbono: fullerenos, SWCNT, MWCNT, MWCNO y SWCNH.

Los métodos fundamentales en la síntesis de nanopartículas de carbono son los de Arco Eléctrico, Ablación Láser y Deposición Química de Vapor. Estos métodos no permiten el escalado, no se logra una economía de escala y la consecuente reducción de los costos.

El proyecto se orienta al desarrollo de nuevos métodos de síntesis de nanopartículas de carbono para estudios biológicos y medioambientales asociados a la nanoseguridad. Su objetivo es el desarrollo de nuevos métodos de síntesis caracterizados por su sencillez, bajos costos y alta productividad. Para lograr este fin se investigan métodos de síntesis, purificación y funcionalización empleando el ultrasonido y las radiaciones ionizantes. Este es un proyecto del Programa Nacional de Investigaciones Básicas y es una colaboración entre el Instituto de Cibernética, Matemática y Física (ICIMAF) y el Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN).

Jefe de Proyecto: Dr. Carlos Cruz Inclán

RESUMEN: En el proyecto se propone realizar una evaluación extensa de la aplicación de dos de algoritmos avanzados con vistas a la determinación de la cantidad de Desplazamientos Atómicos, DA, inducidos por la Radiación Gamma, RG, y los Electrones en diferentes tipos de sólidos de interés actual. Para ello se parte de los resultados inicialmente alcanzados en el Proyecto PRN/7-2/9: “Descripción Teórica e Implementación de Códigos de Calculo para la Modelación de Efectos del Daño Radiacional Gamma en SAT y Sistemas Sólidos de Interés”,en el cual se propusieron dos enfoques diferentes de este problema: 1) Incorporar a la Metodología tradicional del cálculo de la sección eficaz para la producción de DA los datos de las distribuciones espaciales y energéticas de los flujos de electrones secundarios calculados mediante códigos basados en el Método de Monte Carlos para simulación del transporte de la RG, y que es referido en el Proyecto como Método Clásico asistido por Monte Carlo (MCMC) y 2) Desarrollo de un nuevo enfoque en el que se simulan todos los procesos que intervienen en la producción de DA, tanto en su carácter aleatorio, como en las múltiples interacciones cruzadas que caracterizan este proceso, denominado en el Proyecto como Simulación por Monte Carlo de los Desplazamientos Atómicos (SMCDA).
Esta evaluación se hará en lo fundamental por la vía numérica para cuatro tipos de materiales base: dosimétricos termoluminiscentes, semiconductores empleado en la detección de partículas, aceros estructurales y superconductores, mediante la comparación de los resultados de los cálculos realizados y utilizando también, en los casos que sea posible, los datos reportados en la literatura. Se han planificado también, aunque en un grado más limitado, verificaciones de este problema desde el punto de vista experimental en el caso de los materiales termoluminiscentes.
Un aspecto que resulta de interés en esta propuesta de proyecto, es que se realizarán las adaptaciones necesarias a los algoritmos desarrollados de manera que los mismos puedan ser incorporados de una manera eficiente a los marcos de códigos ya existen ampliamente utilizados por los especialistas nucleares, lo cual le conferirá un impacto y alcances científicos mucho mayores. Por otro lado, sobre la base del código inicial SMCDA se elaborará una versión del mismo que facilite su aplicación por parte de estudiantes de pre-grado y a especialistas para el aprendizaje y entrenamiento en temas relacionados con el transporte de las radiaciones electrónicas y fotónicas en matrices de interés.
En el Proyecto se le dará continuidad a las ideas desarrolladas en relación a la simulación de los valores de los Desdoblamientos Cuadrupolares Eléctricos en el material superconductor YBCO, extendiéndolo a la familia de los Rutenatos, con vistas a ganar una mayor comprensión de los efectos que provoca la radiación gamma en su estructura cristalina.

Jefe de Proyecto: Luis Baly Gil

RESUMEN: El proyecto esta dirigido al desarrollo facilidades experimentales en las técnicas de fotoluminiscencia y espectrometría de masa MALDI que permitan el desarrollo de estudios básicos y/o servicios integrados en campos como el fechado, la dosimetría retrospectiva, biotecnología, nanotecnología y ciencia de los materiales. En específico se prevé la creación de un laboratorio de fotoluminiscencia con capacidad de realizar estudios de fechado o de dosimetría retrospectiva en base a la fotoluminiscencia del cuarzo; la mejora de un espectrómetro de masa MALDI incluyendo facilidades de introducción y posicionamiento de las muestras. El proyecto sobre la base de las instalaciones creadas pretende abordar la realización de estudios básicos relacionados con la fotoluminiscencia del cuarzo y de nuevos métodos de medición de dosis en cuarzo, además de la realización de estudios exploratorios en temas que integren las capacidades experimentales de fotoluminiscencia y espectrometría de masa MALDI.

Jefe de Proyecto: Dr. Carlos Cruz Inclán

RESUMEN: En el proyecto se propone integrar y desarrollar a la vez un conjunto de investigaciones dentro del campo de las interacciones de las radiaciones ionizantes con las sustancias que han alcanzado un grado de madurez apreciable en los últimos años en el Departamento de Física del CEADEN. Estas abarcan estudios relacionados con las interacciones a bajas energías de los neutrones, electrones, cuantos gamma y rayos X, protones y haces de isótopos radiactivos ionizados, así como de jets de partículas subnucleares a altas energías, tanto con matrices, como con los blancos de interés formados de diferentes tipos de sustancias y composiciones isotópicas. El objetivo central del Proyecto apunta hacia un denominador común existente entre las diferentes formas locales de aplicación antes referidas de interacciones, constituido por la necesidad del desarrollo de diferentes modelos físicos y las herramientas adecuadas para su simulación numérica y validación experimental, haciéndose especial énfasis en que los mismos sean concebidos y ejecutados partiendo de un nivel superior de integración desde el punto de vista conceptual y temático. En los casos referidos al transporte de las radiaciones estudiadas, esto debe de posibilitar la creación de paquetes de software de aplicaciones que permitan la simulación numérica de los modelos desarrollados tomando como soporte el mainframe del código GEANT4. Por otro lado, el desarrollo de aplicaciones novedosas a partir de códigos existentes para la evaluación de los efectos de las radiaciones en un grupo de materiales de avanzada, entre los que se destacan sistemas nanoestructurados (nanotubos) y materiales semiconductores de nueva generación empleados en la detección de partículas (Rayos X, neutrones y jets de partículas elementales). Un aspecto novedoso y de gran actualidad que será acometido en el presente Proyecto es el examen y desarrollo de aspectos básicos esenciales en el nivel nuclear y atómico de las interacciones de las partículas en diferentes escenarios, aplicando las herramientas cuánticas de la Física Nuclear Teórica y de los denominados cálculos "ab initio" de la materia condensada.