Simulación de las respuestas de la interacción de la radiación cósmica con las minas antipersonales en Colombia

Abstract

En este trabajo se analizaron los productos de la interacción de la radiación cósmica con una mina antipersonal enterrada a 2 cm de profundidad de un suelo modelo, con el fin de explorar una técnica de detección no convencional. Las simulaciones se realizaron con la herramienta GEANT4, un conjunto de códigos que permite introducir con alto detalle las geometrías, materiales y dimensiones de los objetos implicados en la interacción. La mina antipersonal se definió como una esfera de ANFO de 4,81 cm de radio, compuesta de, 94,3% de NH4NO3 y 5,7% de Diesel y una densidad de 1300 kg/m3. Se crearon tres modelos de suelo, el seco de 2700 kg/ m3 a partir del cual se construyeron dos suelos con 10% y 30% de agua (%p/p), y dos abonados con 0,0001% y 0,0002% de NH4NO3 en su fracción porcentual. La interacción del modelo suelo-mina con el flujo de partículas secundarias a nivel de Bucaramanga, se realizó a partir de la herramienta ARTI, que distribuye las partículas del flujo en una superficie de 1 m2 justo sobre el sistema para iniciar su propagación hacia el sistema. El número de partículas generadas dentro del suelo modelo no varía considerablemente respecto del suelo minado, por lo que se analizó el espectro de energía de las partículas generadas con mayor frecuencia: electrones, gammas, neutrones y protones. El espectro de los gamma presenta una diferencia porcentual alrededor de los 0.511 MeV respecto al suelo minado: para el suelo seco 32.25%, suelo húmedo 3.75% y para el suelo abonado 4.40%. Por otra parte, en el espectro de energía de los protones producidos se genera un pico alrededor de 0.58 MeV solamente cuando el suelo está minado y esto es válido para los tres tipos de suelo. Es decir, que este criterio se podría utilizar en cualquier caso para detectar la mina. La metodología anterior se empleó para la interacción del sistema con muones de 500 MeV, obteniendo un pico en el espectro de protones alrededor de 0.58 MeV en presencia de la mina, por lo que se puede asociar este pico a la componente muónica.