La instalación n_TOF del CERN es una fuente de neutrones pulsada que permite la medida de secciones eficaces de reacciones nucleares inducidas por neutrones en el rango de meV (milielectronvoltios) hasta GeV (gigaelectronvoltios). Consta de un blanco de espalación de plomo y de dos líneas de tiempo de vuelo, con 200 y 20 metros de longitud, respectivamente, y opera desde el año 2000. El haz de neutrones se produce mediante la interacción del haz de protones de 20 GeV/c del acelerador Protón Sincrotrón del CERN y el blanco de espalación, convirtiendo a n_TOF en la fuente instantánea de neutrones más intensa del mundo para la medida de sus secciones eficaces.
La espalación es una reacción nuclear en la cual un núcleo pesado emite un gran número de neutrones al ser bombardeado por una partícula de muy alta energía (del orden de los gigaelectronvoltios, GeV). Es uno de los procesos más utilizados para producir neutrones y requiere el uso de aceleradores, habitualmente de protones, de energías del orden del GeV.
La instalación n_TOF detuvo su actividad en 2005 por un problema de corrosión del primer blanco de espalación. Un equipo interdisciplinar del CIEMAT, formado por investigadores de las unidades de Residuos Radiactivos de Media y Baja Actividad, Residuos de Alta Actividad e Innovación Nuclear, analizó el incidente, proponiendo un diseño alternativo de blanco con unas condiciones de operación más estables. El nuevo blanco fue puesto en operación a finales de 2008 y, desde entonces, ha permitido la realización con éxito de más de 30 medidas de secciones eficaces en las dos líneas de tiempo de vuelo de la instalación.
Recientemente, el CERN y la colaboración n_TOF han iniciado la tarea conjunta de diseñar y construir un nuevo blanco de espalación que será instalado tras finalizar el periodo de vida útil del blanco actual, estimado para el año 2020. Con este objetivo se celebró el pasado 15 de marzo el 'Kick-off meeting for the new n_TOF spallation target' en la sede del CIEMAT en Madrid.
Durante la reunión, un comité internacional de expertos formado por investigadores e ingenieros del CERN, el CIEMAT (de las unidades de Residuos Radiactivos de Media y Baja Actividad, Residuos de Alta Actividad e Innovación Nuclear) y otras instituciones nacionales (Instituto de Física Corpuscular, Universidad de Granada, Universidad Politécnica de Cataluña, Universidad de Santiago de Compostela y Universidad de Sevilla) e internacionales (CEA-Saclay, INFN, ITN) debatieron sobre diferentes propuestas y evaluaron la necesidad de analizar en detalle tres diseños conceptuales para el futuro blanco de espalación. El objetivo es diseñar un blanco que minimice la generación de residuos, que pueda ser operado en unas condiciones estables y que tenga unas características neutrónicas optimizadas que permitan mejorar las medidas a realizar en n_TOF durante las próximas dos décadas.
