Recreación explicativa del futuro ESS

Un enorme ‘superacelerador’ para analizar la materia más minúscula

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Uno de los programas científicos más ambiciosos del mundo se encuentra actualmente en construcción en Europa, en concreto en la ciudad de Lund, una pequeña localidad al sur de Suecia. Se trata de la Fuente Europea de Neutrones por Espalación (ESS por sus siglas en inglés), un enrevesado nombre que tiene detrás un proyecto de 1.843 millones de euros en el que están involucrados 15 países europeos, entre ellos España.

 

IsmaelGH/DICYT – A mediados de la próxima década este gran acelerador lineal de partículas, actuando como si de un gigantesco microscopio se tratase, permitirá observar el interior de materiales como plásticos, motores, medicamentos o nanopartículas y facilitará estudiar cómo interactúan sus átomos por dentro.

A mediados de la próxima década este gran acelerador lineal de partículas, actuando como si de un gigantesco microscopio se tratase, permitirá observar el interior de materiales

Con el sol de primera hora de la mañana proyectando largas sombras sobre el enorme área de 65.000 metros cuadrados, un grupo de periodistas científicos de distintos rincones de Europa nos disponemos a recorrer este gigantesco centro de investigación en construcción. Ataviados con chaquetas de alta visibilidad, cascos, gafas y guantes de seguridad, vamos transitando por los edificios que albergarán algunas de las instalaciones científicas más avanzadas del mundo en la próxima década y que actualmente se encuentran a mitad del proceso de construcción.

“ESS es un muy buen ejemplo de cooperación internacional para resolver problemas científicos” comenta John Womersley, el físico británico que asumió el cargo de director general en 2016, quien incide en la importancia de la perspectiva a largo plazo de un proyecto de este tipo.

El director científico del proyecto, Andreas Schreyer, señala que la tecnología “depende cada vez más de la ciencia básica y los neutrones se utilizan en multitud de estudios, ya que sus propiedades nos permiten ver a través de diferentes materiales”. Algunas aplicaciones que tendrá esta nueva tecnología serán el desarrollo de medicamentos, la optimización de baterías para mejorar su eficiencia o la posibilidad de visualizar el interior de restos fosilizados, como huevos de dinosaurios, sin necesidad de romperlos.

Vista aérea del ESS/Perry Nordeng

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¿Pero qué es exactamente una fuente de neutrones por espalación?

Se podría definir como un centro de investigación proyectado para producir haces de neutrones, partículas sin carga eléctrica ideales para el estudio de materiales, mediante un proceso denominado ‘espalación’, que consiste en fragmentar el núcleo de un átomo pesado para que éste emita pulsos de neutrones. Para producir este proceso es necesario acelerar protones, partículas subatómicas con una carga eléctrica positiva, hasta que adquieran una gran cantidad de energía mediante campos electromagnéticos. En ese instante se impactan sobre el átomo de un material pesado, dando lugar a la reacción nuclear que genera los neutrones.

Se podría definir como un centro de investigación proyectado para producir haces de neutrones, partículas sin carga eléctrica ideales para el estudio de materiales

El director técnico del ESS, Roland Garoby, espera que las operaciones iniciales comiencen en 2019 y las primeras pruebas, con 7 estaciones instrumentales, puedan realizarse en el 2023. Un par de años más tarde los responsables del proyecto confían llevar las instalaciones a pleno rendimiento. Para entonces contará con 15 estaciones experimentales y una potencia de haz promedio de 5 megavatios, por lo que será el dispositivo de este tipo más poderoso del mundo. Los protones viajarán dentro del acelerador lineal, de 537 metros de longitud, a una velocidad cercana a la de la luz e impactarán sobre un blanco o target, que tendrá unos 5 años de durabilidad.

Este blanco, además de otros 7 componentes clave del proyecto, se fabrica actualmente en el centro de tecnologías neutrónicas ESS Bilbao, que es subsede tras haber competido en 2009 con Lund para acoger el ESS. El impacto de protones en el target de tungsteno dará lugar a una reacción nuclear que producirá neutrones. Estas partículas, presentes en el núcleo de prácticamente todos los átomos, serán guiadas hacia diversas estaciones experimentales donde se realizarán experimentos sobre la estructura atómica de distintos tipos de materiales.

Con un coste operativo anual de 140 millones de euros, se espera que este proyecto cuente con la visita de más de 2.000 científicos cada año para hacer sus experimentos. “Nuestro plan es que el ESS funcione el 95% del tiempo durante unos 200 días al año”, nos cuenta el director Womersley, por lo que además se está construyendo el Science Village Scandinavia, una villa de 17 hectáreas dentro de los límites de la instalación.

Interior del ESS actualmente en obras/IsmaelGH

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Junto con Suecia, Dinamarca es el otro país anfitrión del ESS y ambas naciones aportan casi la mitad del presupuesto de construcción. Por ello, Copenhague albergará un centro de datos y tecnologías de la información que empleará a 60 personas. La idea es que todos los datos generados en los estudios y experimentos realizados en el ESS puedan consultarse “en abierto” transcurrido un período de tres años, lo que permitirá a cualquier persona interesada analizar los resultados obtenidos en estas instalaciones.

Este enorme proyecto, que engloba a 15 países europeos, es un claro ejemplo de cooperación internacional en favor del avance científico

De camino al aeropuerto de Copenhague cruzamos el puente de Øresund, una de las mayores obras de ingeniería del mundo que une Suecia con Dinamarca, a bordo de un pequeño coche de una colega danesa. El tema de conversación de los cuatro periodistas que allí estábamos se centró entonces, como si de una metáfora se tratara, en la importancia de tender puentes, la apertura de fronteras y la ciencia abierta de la que nos habían hablado en la vista al ESS.

Este enorme proyecto, que engloba a 15 países europeos, es un claro ejemplo de cooperación internacional en favor del avance científico y algo que ninguna nación podría llevar a cabo por sí sola. Antes de llegar a nuestro destino, ya habíamos alcanzado un deseo común: que las colaboraciones que ha unido la ciencia, no las separen las políticas que pretenden levantar muros.

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