ANNUAL REPORT 2011 - Instituto de Estructura de la Materia

El detector CEPA(CALIFA Endcap Phoswich Assembly) montado en soporte de metacrilato para su caracterizaciónen el laboratorio. A la derecha detalle del conjunto de los elementos que integran CEPA montado en nuestrolaboratorio.En el perfeccionamiento de la herramienta de simulación R3BRoot, se ha incorporado el casquete delantero delcalorímetro CALIFA, que se adapta perfectamente a la parte azimutal o barril. Este diseño es independiente de laelección final del material del cristal. Se ha diseñado de tal forma que la parte frontal CEPA pueda funcionar comoun detector individual o integrado con dicho barril. El objetivo de este diseño es su optimización, con una mínimacantidad de material insensible y un mínimo número de formas y tamaños de los cristales, de tal forma que seminimicen los costes en la posterior fabricación (especialmente atendiendo al coste del cristal y a su electrónicaasociada). Su diseño tiene forma de disco circular y está formado por 750 cristales agrupados en 10 paquetesiguales de 75 cristales separados en 5 alveolos de 15 cristales. Es más, como el tamaño del cristal en dirección polarha de adaptarse al aumento de energía, "Boost de Lorentz", de la radiación gamma emitida por la fuente enmovimiento a velocidades muy altas, dicho casquete se divide en multiples segmentos (altasgranularidad). En laconfiguración actual esta formado por 15 anillos, cada uno con diferente dirección polar en función de la resoluciónen energía esperada (k=3.75 %). Los cristales son pirámides truncadas de base rectangular con sus aristasdependientes del cambio de angulo polar, de tal forma que la parte delantera se adapte al incremento en energíaasociada a la transformación de Lorentz característica de velocidades relativistas de la fuente emisora de la radiacióngamma. El volumen total insensible a la radiaciónn (incluido el recubrimiento protector) es del 15%.DIAGNÓSTICO DE HAZ PARA HIE-ISOLDELa doctora Francesca Zocca, financiada por el CPAN ha trabajado en nuevos desarrollos para el diagnóstico de hazpara el proyecto de mejora del acelerador de haces radioactivos REX-ISOLDE llamada HIE-ISOLDE ya que suponeuna mejora en energía, intensidad y calidad del haz radioactivo de ISOLDE. Dentro de este proyecto la Dra. Zoccase ha encargado de desarrollar un monitor de estado sólido para colocarlo en el haz tras los módulossuperconductores (SC). En particular, se ha desarrollado un prototipo de monitor de silicio y se ha testeado con éxitopara su utilización tras los módulos criogénicos SC, con el objeto de medir la energía de haz y medidas de tiempodestinadas a la sincronización de la fase de la cavidad SC. Las medidas de energía realizadas en REX permitieronrealizar el estudio espectroscópico del haz y la identificación del ión con una resolución de 1.4 a 0.5% rms en elrango de energía de REX entre 300 keV/u y 3 MeV/u. El perfil de tiempo del haz, caracterizado por un periodo deltren de pulsos de 9.87 ns, se ha medido con una resolución mejor de 200 ps rms. Las resoluciones alcanzadas sonadecuadas para un rápido ajuste de la fase de las cavidades, probada en REX mientras se hacían las medidas deenergía y tiempo de vuelo. Estos trabajos de I+D han dado lugar a dos artículos enviados a la revista NuclearInstrument and Methods A en diciembre 2011 (doi:10.1016/j.nima.2011.12.089; doi:10.1016/j.nima.2011.10.014).COMPORTAMIENTO FÍSICO A NANO-ESCALASProbablemente el hidrógeno molecular (H2) es el candidato actual más claro para sustituir a los combustibles fósilescomo vector energético medioambientalmente neutro. El almacenamiento seguro y eficiente de H2 presenta, sinembargo, una serie de desafíos tecnológicos aún no resueltos. Una de las posibles soluciones es la adsorción del H2a bajas temperaturas en materiales nano-estructurados suficientemente ligeros. Sin embargo, las limitacionesprácticas imponen una temperatura mínima de 77 K (la del aire líquido) y unas 50 atmósferas de presión máxima.Esto impone unas condiciones termodinámicas particularmente problemáticas. Por encima de los 33 K el hidrógenomolecular se encuentra en un estado supercrítico lo que implica un fluido que no puede ser condensado. Es decir,mediante interacciones débiles (dispersivas) comparables a las que se dan entre las propias moléculas de tal forma26