Lunes, 24 de abril de 2017

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La Fuente Europea de Neutrones (ESS): una apuesta española por la ciencia y la tecnología


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Desde que fuera presentado en 2002 en Bonn, tras varios años de diseño, hasta nuestros días el proyecto europeo inicial de la la European Spallation Source (ESS) ha sufrido numerosos cambios que han concluido que una fuente de espalación de 5 MW y de Pulso Largo (5MW-LP) con posibilidad de mejora en el futuro (añadiendo más instrumentos, aumentando su potencia y construyendo más “targets”) es la mejor opción para Europa. Esta gran instalación será complementaria a las ya existentes, altamente innovadora, con la mejor relación costo-calidad-propiedades y basada en tecnologías probadas y por tanto con bajo riesgo tecnológico. Además el proyecto de fuente ESS-5MWLP fue apoyado por el Foro Estratégico Europeo para Infraestructuras de Investigación (ESFRI) apareciendo en su Hoja de Ruta a finales de 2006.

El funcionamiento de esta gran infraestructura científica es el siguiente; una fuente proporcionará iones (H+) a un acelerador lineal, de unos 630 m, (LINAC) que los acelerará hasta muy alta energía (~1 GeV), para hacerlos impactar sobre un material compuesto por un elemento pesado, como por ejemplo el mercurio. Será allí donde se producirá el fenómeno de espalación, que dará lugar a pulsos de neutrones, esto es, paquetes intermitentes de neutrones, que serán guiados hacia los 20 instrumentos o estaciones experimentales. Podemos definir la espalación como un proceso de Física Nuclear que se da cuando un núcleo pesado, es decir, con muchos protones y neutrones en su interior, se excita al depositar en él una altísima cantidad de energía (como la que transportan esos iones H+ acelerados por el LINAC), pudiendo llegar incluso a fragmentarse. Es en estos procesos cuando se originan una gran cantidad de partículas, y entre ellas los neutrones.

En la imagen: Esquema de la fuente de espalación ESS de pulso largo. A) fuente de iones, b) LINAC c) “target”, d) instrumentos, e) edificios auxiliares.

Un poco de historia

Sin embargo la historia del proyecto de la ESS en España empezó en el año 2001 cuando un grupo de profesores de la Universidad del País Vasco propuso la construcción de una fuente de neutrones de escala regional. Esta iniciativa aterrizó en el MEC en el año 2005, quien, aconsejado por expertos, nacionales primero e internacionales después, reorientó el proyecto regional hacia el proyecto europeo ESS, lo cual contó con el total apoyo de la administración Vasca. La decisión fue muy acertada desde cualquier punto de vista, tanto científico como tecnológico o económico, pues la cantidad financiación (337 M€) que las administraciones central y vasca querían dedicar inicialmente al proyecto regional justificaba intentar atraer a España el gran proyecto europeo ESS.

¿Por qué construir en España una fuente regional de baja potencia, muy limitada desde todos los puntos de vista, pudiendo liderar la construcción de la mayor fuente de neutrones del mundo (ESS) y que permitiría hacer nueva ciencia, nuevos retos tecnológicos, contar con los mejores científicos y tecnólogos del mundo, y captar muchísima más inversión extranjera?. La decisión de las administraciones involucradas fue aplaudida desde todos los sectores, (científicos, económicos, tecnológicos, etc….). ¿Por qué conformarse con una candela cuando podríamos tener el Sol?

En la imagen: Antiguo parlamento alemán en Bonn, lugar elegido para la presentación del proyecto inicial de la ESS en 2002.

 

La comunidad científica española usuaria de las técnicas neutrónicas

La fuente de espalación europea (ESS) prestará servicio a toda la comunidad científica europea usuaria de estas las técnicas neutrónicas y que esta estimada en unos 5500 científicos. Las comunidades mayores se encuentran en aquellos países que han tenido, o tienen, una fuente de neutrones dedicada a investigación en su territorio, como por ejemplo, Alemania, Francia y el Reino Unido. Se estima que una vez la ESS esté a pleno rendimiento pasarán por sus instalaciones del orden de 5000 científicos por año. Y la pregunta que uno se puede hacer es ¿Y ya hay en España base científica suficiente como para emplear estas técnicas? La respuesta es si.

 En un reciente estudio de la la Sociedad Española de Técnicas Neutrónicas (SETN) se ha estimado que en España hay del orden de 250 científicos que emplean asiduamente las técnicas neutrónicas. Es destacable ese elevado número si tenemos en cuenta que en España no hay una fuente de neutrones dedicada a la investigación. A modo de comparativa, en los USA se ha estimado que hay del orden de 600 científicos usuarios de estas técnicas, pero démonos cuenta de que en USA hay 10 veces más de población que en España !.

En la imagen: Evolución de la producción científica española relacionada con las técnicas neutrónicas. Es remarcable el rápido incremento observado a partir de finales de los años 80 (España entró en el ILL en 1987).

Sumario

Desde la Sociedad Española de Técnicas Neutrónicas se apoya unánimemente el proyecto europeo ESS con las especificaciones comentadas. Evidentemente la comunidad científica española y la base tecnológica española tienen la envergadura necesaria para encarar la parte que corresponda a España en este gran proyecto internacional que dará lugar a nueva ciencia hecha con neutrones y que supone un reto tecnológico muy importante.

Ademas la Sociedad Española de Técnicas Neutrónicas (SETN) transmite un mensaje de apoyo, unánime y firme, a las administraciones implicadas en la consecución del proyecto Europeo para España y quiere dar una señal de coherencia de la comunidad científica, para que todos unidos y al nivel que cada uno tenemos accesible, trabajemos en favor de que la ESS sea una realidad tangible en un futuro de corto o medio plazo.

[1] Fuente, European Neutron Scattering Association (ENSA)

Fuente Aragón Investiga: 13/06/2008


Ficheros adjuntos


   fuente de espalación ESS-Javier Campo.jpg
   parlamento-Bonn.Javier Campo-2.jpg
   producción científica española-Javier Campo-3.JPG