Dieter Richter : nous nous réunirons pour concevoir une machine qui peut être adaptée à tous.
Dieter Richter : nous nous réunirons pour concevoir une machine qui peut être adaptée à tous.
Que travaillerez-vous exactement à Saint-Sébastien ?
Notre objectif est de commencer à optimiser le projet ESS du point de vue scientifique. Nous définirons les caractéristiques de la station et, en définitive, la conception de l'accélérateur. Ce sera le thème de la réunion de Donostia. La décision sera prise au premier semestre de cette année.
Quelle sera la prochaine étape du projet ?
Cette année, nous devons définir les détails de la machine. Les gens qui viennent ici sont d'excellents scientifiques de l'Europe et des États-Unis. Ils essaieront de trouver la meilleure solution aux problèmes du processus de fabrication de la machine. Les neutrons peuvent être utilisés pour des applications de différents domaines de la science: chimie, géologie, développement de nouveaux matériaux, etc. Nous avons divisé les domaines de la science en huit groupes. Les experts de chaque groupe ont travaillé sur le projet de trottoir pour ce domaine et maintenant nous nous réunirons tous pour nous engager dans tous les intérêts et concevoir une machine qui, en fonction de cela, convient à tous.
Y a-t-il concurrence avec les projets d'expansion qui se développent aux États-Unis ?
Oui. Américains et japonais ont décidé de construire un grand centre. Ce centre sera disponible en 2006, avant l'européen. Les Européens ont commencé maintenant et, par conséquent, nous allons derrière eux. Cependant, le projet américain dirigera ce travail de conseil.
En Europe, il y a deux autres centres d'expansion.
Oui. Un, le laboratoire ISIS est proche de Londres et un autre en Suisse. Les neutrons créés dans le centre de l'Angleterre sont réutilisés pour extraire des faisceaux de protons. C'est une méthode très efficace. En Suisse, cependant, ils ont l'accélérateur en continu, à savoir les neutrons qui sont générés ne peuvent pas être réalimentés. Il est de grande capacité. Probablement, s'ils pouvaient se nourrir, nous n'aurions pas à construire l'ESS.
Le processus d'espace ressemble-t-il à ce qui se passe dans la spectroscopie ?
On peut dire oui, surtout si on considère le comportement des électrons dans la structure des atomes dans la spectroscopie. Dans la spectroscopie, vous faites passer un électron d'une couche à l'autre. Ici, vous faites la même chose mais dans le noyau. Un proton à haute énergie est envoyé au noyau, ce qui l'excite. Étant une excitation de grande énergie, le noyau se désintègre et les neutrons se libèrent.
C'est un processus très efficace, car trente neutrons peuvent être libérés par proton. Une réaction en chaîne se produit dans le réacteur mais pas fission. En outre, le processus est très facile à contrôler, car lorsque le faisceau de protons est cassé, le trottoir s'arrête également.
Quels éléments sont utilisés dans le réacteur ?
En l'absence de fission, l'uranium n'est pas nécessaire. Comme cible du faisceau de protons, le mercure est placé. D'autres éléments pouvaient être ajoutés, mais le mercure présente de grands avantages. En outre, le mercure peut être inclus dans un circuit de refroidissement.
Pouvez-vous utiliser un atome lourd? Plomb, par exemple?
Vous pouvez utiliser n'importe quel métal lourd et le plomb n'est pas une mauvaise option. En tout cas, pour entrer dans le circuit, il est nécessaire que le métal soit liquide et son essai au plomb causerait de grands problèmes. Donc, tout avec du mercure est plus facile. D'autre part, la présence de métal solide peut causer des problèmes de rayonnement. Le rayonnement peut détruire la structure rigide. Cependant, avec les liquides ce genre de problèmes ne se produit pas.
La longueur d'onde des neutrons est égale à la distance entre les atomes. Ainsi, en plus de la diffraction des rayons X, celle des neutrons est applicable à l'analyse des structures cristallines. Y a-t-il des différences entre les deux techniques ?
La longueur d'onde et l'énergie sont les deux caractéristiques des neutrons. Énergétiquement, l'utilisation de rayons X permet de travailler à l'échelle de kiloélectron-volts. Le niveau énergétique est très élevé et il n'est pas possible de réaliser des spectroscopie liquides. Avec les neutrons, cependant, vous pouvez le faire aussi bien dans les solides amorphes que dans les liquides. De cette façon, vous pouvez suivre la dynamique moléculaire. On observe l'échange de neutrons entre les noyaux. Cet échange concerne directement le mouvement des atomes. Par conséquent, la dispersion des neutrons permet non seulement de savoir comment les atomes sont ordonnés, mais aussi d'obtenir des informations sur le mouvement. La dispersion des neutrons est la seule technique capable de détecter cet effet.
Pouvez-vous donner des exemples de l'application de cette dynamique?
Oui. Si vous voulez regarder des bactéries avec un microscope, vous ne remarquerez généralement rien, mais vous pouvez les marquer et les voir avec des neutrons. Mais la même chose peut être fait sur l'échelle des atomes. La dispersion des neutrons n'affecte pas les électrons, mais les noyaux. Par conséquent, les différents noyaux génèrent des réponses différentes. Cela permet d'analyser les changements d'isotopes.
Cela signifie que vous pouvez suivre la dynamique des structures marquées par deutérium. Voici ce qui peut être fait pour analyser le comportement du mélange d'une chaîne de polymères marquée et non marquées. Un autre exemple peut être l'étude du comportement biologique de la myoglobine par l'utilisation de molécules d'eau lourdes avec le deutérium. Dans ce cas, la localisation et la distribution des molécules d'eau est très importante. Dans la recherche du pétrole, l'interaction entre les hydrocarbures et le sol peut également être étudiée de cette façon.
La formation de ponts d'hydrogène par neutrons sera-t-elle étudiée ?
Oui. En pharmacie, vous avez également une application évidente. C'est l'interaction principale des molécules avec l'activité biologique. La plupart des médicaments sont associés au récepteur par des ponts d'hydrogène. Rien à dire dans le cas de l'ADN. Les deux chaînes d'hélice sont reliées par des ponts d'hydrogène. Dans l'un d'eux, en introduisant le deutérium au lieu de l'hydrogène, je verrais la dispersion des neutrons. Actuellement, il n'est pas encore possible de réaliser ce type d'expériences, car le niveau de sensibilité de la technique n'a pas été atteint, mais nous espérons surmonter ce problème pour cette année.
Vous utilisez des protons pour obtenir des neutrons. Pourquoi est-il plus facile d'obtenir des protons ?
Les protons ont la charge et les neutrons pas. Les accélérateurs produisent des particules à travers des champs électromagnétiques et les protons le permettent.
Des protons et des neutrons peuvent-ils ainsi être séparés des atomes de deutérium ?
Non, parce que l'énergie qui les unit est énorme. Les champs électromagnétiques n'ont pas autant de capacité. Si possible, ce serait une méthode distincte. Mais ce n'est pas possible. Vous avez besoin de l'énergie qui excite le noyau pour obtenir des neutrons. En outre, il faut se fixer sur l'efficacité du processus, c'est-à-dire rechercher les conditions pour que chaque proton obtienne le plus grand nombre de neutrons. Pour cela, il faut chercher le bon niveau d'énergie. L'énergie nécessaire pour exciter correctement les noyaux est d'environ 1 GeV. Par exemple, on veut préparer l'ESS pour provoquer des collisions de protons de 1,3 GeV.
Quelles devraient être les caractéristiques d'un accélérateur pour travailler avec l'espace ?
Un accélérateur linéaire avec des champs électromagnétiques créés avec des superconducteurs est nécessaire. De cette façon, nous éviterions la perte d'énergie dans la création des zones. La technologie des supraconducteurs est appropriée. Dans ESS, nous utiliserons le niobium à une température de 4K.
Ne devriez-vous pas utiliser des supraconducteurs à haute température?
Le problème que présentent ces supraconducteurs est qu'ils sont des matériaux céramiques et non adaptés à leur transformation physique. Par exemple, il est très difficile de former des lames ou des fils de céramique. La transformation des métaux est beaucoup plus facile. Le niobium est le composant le plus important car il détecte le faisceau de protons. Le supraconducteur se transforme à des températures inférieures à 10K. Cependant, nous sommes descendus aux 4K.
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