Dieter Richter: reunirémonos paira deseñar una máquina que poida ser adecuada paira todos.
Dieter Richter: reunirémonos paira deseñar una máquina que poida ser adecuada paira todos.
Que é exactamente o que traballaredes en Donostia?
O noso obxectivo é empezar a optimizar o proxecto ESS desde o punto de vista científico. Definiremos as características da estación e, en definitiva, o deseño do acelerador. Este será o tema da reunión de Donostia. A decisión tomarase no primeiro semestre do presente ano.
Cal será o seguinte paso do proxecto?
Este ano debemos definir os detalles da máquina. A xente que vén aquí son excelentes científicos de Europa e Estados Unidos. Tentarán atopar a mellor solución aos problemas do proceso de fabricación da máquina. Os neutróns pódense utilizar paira aplicacións de diferentes campos da ciencia: química, xeoloxía, desenvolvemento de novos materiais, etc. Dividimos as áreas de ciencia en oito grupos. Os expertos de cada grupo traballaron o proxecto da beirarrúa paira este ámbito e agora todos nos reuniremos paira comprometernos entre todos os intereses e deseñar una máquina que, en función diso, resulte adecuada paira todos.
Hai competencia cos proxectos de expansión que se desenvolven en Estados Unidos?
Si. Norteamericanos e xaponeses decidiron construír un gran centro. Este centro estará dispoñible en 2006, antes que o europeo. Os europeos empezamos agora e, por tanto, imos detrás deles. No entanto, o proxecto estadounidense liderará este labor de consultoría.
En Europa hai outros dous centros de expansión.
Si. Un, o laboratorio ISIS está preto de Londres e outro en Suíza. Os neutróns creados no centro de Inglaterra reutilízanse paira extraer feixes de protones. É un método moi eficaz. En Suíza, con todo, teñen o acelerador en continuo, é dicir, os neutróns que se xeran non poden realimentarse. É de gran capacidade. Probablemente, se puidesen realimentarse non teriamos que construír a ESS.
Ten semellanza o proceso do espazo co que ocorre na espectroscopia?
Pódese dicir que si, sobre todo se temos en conta o comportamento dos electróns dentro da estrutura dos átomos na espectroscopia. Na espectroscopia feixes pasar un electrón dunha capa a outra. Aquí fas o mesmo pero no núcleo. Ao núcleo envíaselle un protón de alta enerxía, polo que se excita. Ao ser una excitación de gran enerxía, o núcleo se desintegra e os neutróns libéranse.
É un proceso moi eficaz, xa que se poden liberar trinta neutróns por protón. Prodúcese una reacción en cadea no reactor pero non fisión. Ademais, o proceso é moi fácil de controlar, xa que cando o feixe de protones rompe, a beirarrúa tamén se detén.
Que elementos utilízanse no reactor?
Ao non ter que fisión, non é necesario utilizar uranio. Como diana do fai de protones colócase o mercurio. Podíanse engadir outros elementos, pero o mercurio ten grandes vantaxes. Ademais, o mercurio pode incluírse nun circuíto de refrixeración.
Poderíase utilizar calquera átomo pesado? Chumbo, por exemplo?
Pódese utilizar calquera metal pesado e o chumbo non é una mala opción. En calquera caso, paira entrar no circuíto é necesario que o metal sexa líquido e o seu ensaio con chumbo causaría grandes problemas. Así que todo con mercurio é máis fácil. Doutra banda, a presenza de metal sólido pode causar problemas de radiación. A radiación pode destruír a estrutura ríxida. Con todo, cos líquidos non se produce este tipo de problemas.
A lonxitude de onda dos neutróns é igual á distancia entre os átomos. Por tanto, ademais da difracción de raios X, a dos neutróns é aplicable á análise de estruturas cristalinas. Hai diferenzas entre ambas as técnicas?
A lonxitude de onda e a enerxía son as dúas características dos neutróns. Energéticamente, a utilización de raios X permite traballar a escala de kiloelectronvoltios. O nivel enerxético é moi alto e non é posible realizar espectroscopías líquidas. Cos neutróns, con todo, podes facelo tanto en sólidos amorfos como en líquidos. Desta forma pódese facer un seguimento da dinámica molecular. Obsérvase o intercambio de neutróns entre os núcleos. Este intercambio ten que ver directamente co movemento dos átomos. Por tanto, a dispersión de neutróns permite non só coñecer como están ordenados os átomos, senón tamén obter información sobre o movemento. A dispersión de neutróns é a única técnica que pode detectar este efecto.
Podes dar exemplos da aplicación desta dinámica?
Si. Se queres mirar bacterias cun microscopio, normalmente non se nota nada, pero podes marcalas e velas con neutróns. Pero o mesmo pódese facer na escala dos átomos. A dispersión de neutróns non afecta os electróns, senón aos núcleos. Por tanto, os distintos núcleos xeran respostas diferentes. Isto permite analizar os cambios de isótopos.
Isto significa que se pode seguir a dinámica das estruturas marcadas por deuterio. Isto é o que se pode facer paira analizar o comportamento da mestura dunha cadea de polímeros marcada e as non marcadas. Outro exemplo pode ser o estudo do comportamento biolóxico da mioglobina a través do uso de moléculas de auga pesadas con deuterio. Neste caso a localización e distribución das moléculas de auga é moi importante. Na procura do petróleo, a interacción entre os hidrocarburos e o chan tamén se pode investigar desta maneira.
Estudarase a formación de pontes de hidróxeno mediante neutróns?
Si. En farmacia tamén ten una aplicación evidente. É a interacción principal de moléculas con actividade biolóxica. A maioría dos medicamentos asócianse ao receptor mediante pontes de hidróxeno. Nada que dicir no caso do ADN. As dúas cadeas da hélice están unidas por pontes de hidróxeno. En calquera deles, introducindo deuterio en lugar de hidróxeno, vería a dispersión de neutróns. Nestes momentos aínda non é posible realizar este tipo de experimentos, xa que non se alcanzou o nivel de sensibilidade da técnica, pero esperamos superar este problema paira este ano.
Utilizades protones paira conseguir neutróns. Por que é máis fácil conseguir protones?
Os protones teñen carga e os neutróns non. Os aceleradores producen partículas a través de campos electromagnéticos e os protones permíteno.
Poden separarse así protones e neutróns dos átomos de deuterio?
Non, porque a enerxía que os une é enorme. Os campos electromagnéticos non teñen tanta capacidade. Se fose posible, sería un método aparte. Pero non é posible. Necesitas a enerxía que excita o núcleo paira poder sacar neutróns. Ademais, hai que fixarse na eficacia do proceso, é dicir, buscar as condicións para que cada protón obteña o maior número de neutróns. Paira iso hai que buscar o nivel de enerxía adecuado. A enerxía necesaria paira excitar adecuadamente os núcleos é aproximadamente de 1 GeV. Por exemplo, quérese preparar a ESS paira provocar colisións de protones de 1,3 GeV.
Cales deben ser as características dun acelerador paira traballar co espazo?
Necesítase un acelerador lineal con campos electromagnéticos creados con superconductores. Desta forma evitariamos a perda de enerxía na creación das zonas. A tecnoloxía dos superconductores é adecuada. En ESS utilizaremos o niobio a unha temperatura de 4K.
Non debedes utilizar superconductores a alta temperatura?
O problema que presentan estes superconductores é que son materiais cerámicos e non aptos paira a súa transformación física. Por exemplo, é moi difícil formar láminas ou fíos de cerámica. A transformación de metais é moito máis fácil. O niobio é o compoñente máis importante xa que detecta o feixe de protones. O superconductor transfórmase a temperaturas inferiores a 10K. Con todo, nós baixamos aos 4K.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian