Sequ¨ªa inminente de neutrones en Europa

Europa no quiere perder su actual y ya larga supremac¨ªa en la investigaci¨®n que utiliza neutrones para 'iluminar' la materia y arrancarle sus secretos, un conocimiento que da lugar a numerosas aplicaciones pr¨¢cticas. Una nueva gran instalaci¨®n cient¨ªfica, una fuente avanzada de estas part¨ªculas, permitir¨ªa mantener la fortaleza en esta ¨¢rea.

Faltan neutrones. Dicho as¨ª, puede parecer extra?o, pero es cierto. Los cient¨ªficos e ingenieros no tienen suficientes neutrones para observar la materia a nivel microsc¨®pico como les gustar¨ªa. Se asoman a posibilidades que les seducen pero no pueden ir m¨¢s all¨¢ por falta de una cantidad suficiente de estas part¨ªculas, que deben ser generadas en reactores o aceleradores. Es el eterno problema de los cient¨ªficos que dependen de grandes m¨¢quinas para avanzar. Los f¨ªsicos de part¨ªculas esperan el nuevo acelerador LHC, los usuarios de rayos X tienen puestas sus esperanzas en un nuevo concepto de sincrotr¨®n y los usuarios de neutrones (cient¨ªficos, ingenieros y la industria) quieren m¨¢s de estas part¨ªculas blandas (no destructivas). Sobre todo, Europa no quiere perder su actual y ya larga supremac¨ªa en la investigaci¨®n que utiliza neutrones para iluminar la materia y arrancarle sus secretos, un conocimiento que da lugar a numerosas aplicaciones pr¨¢cticas. Por todo ello, la semana pasada se present¨® en Bonn el proyecto definitivo para una nueva fuente europea de neutrones, la European Spallation Source (ESS), con el objetivo de darle el impulso definitivo para que se empiece a construir antes del 2006, a?o en que empezar¨¢n a funcionar fuentes similares aunque menos potentes en Estados Unidos y Jap¨®n.

El tiempo apremia

El proyecto viene de lejos, pero se ha actualizado. La diferencia es que ahora el tiempo apremia, seg¨²n explicaron en Bonn sus promotores (18 instituciones de 11 pa¨ªses) en una conferencia cient¨ªfica y de presentaci¨®n que convoc¨® a 1.000 asistentes. 'Estamos preparados para iniciar discusiones m¨¢s formales con los Gobiernos y otros ¨®rganos supranacionales', afirm¨® Peter Tindemans, presidente del Consejo del ESS. El coste de construcci¨®n de la instalaci¨®n ascender¨ªa a 1.500 millones de euros.

Los investigadores que defendieron el caso cient¨ªfico del ESS en Bonn -entre ellos Juan Colmenero, de la Universidad del Pa¨ªs Vasco- dieron argumentos contundentes. Los neutrones, afirmaron, resultan complementarios de los rayos X (generados en sincrotrones como el que se va a construir en Barcelona). Son part¨ªculas blandas, que penetran f¨¢cilmente en la materia y reconocen ¨¢tomos ligeros como el hidr¨®geno. Contribuyen al conocimiento de la estructura tridimensional de las prote¨ªnas y los virus, al dise?o de componentes electr¨®nicos m¨¢s peque?os, al conocimiento de los procesos qu¨ªmicos (como la cat¨¢lisis), de ingenier¨ªa (como las soldaduras en vez de los remaches en aviones) y b¨¢sicos (como los cu¨¢nticos o la f¨ªsica de neutrones).

Aunque el caso cient¨ªfico est¨¢ bastante claro, el camino hacia el ESS no lo est¨¢ tanto. El mayor escollo es que en Europa no existe un mecanismo establecido para la toma de decisiones sobre grandes instalaciones cient¨ªficas. Se han dado en el pasado historias de ¨¦xito bien conocidas en la coordinaci¨®n de la gran ciencia en Europa (el CERN, el ESO, la ESA, el ESRF) pero 'Europa no dispone de revisiones peri¨®dicas sobre el futuro de las distintas ¨¢reas cient¨ªficas, ni un proceso presupuestario ni un mecanismo de decisi¨®n para facilitar la asimilaci¨®n r¨¢pida de ideas y peticiones de nuevas grandes, y caras, instalaciones cient¨ªficas', record¨® Tindemans. En el mismo sentido se expres¨® Enric Banda, secretario general de la Fundaci¨®n Europea para la Ciencia (ESF), instituci¨®n que apoya esta iniciativa. El panorama financiero, por otra parte, tampoco est¨¢ claro porque Alemania, un pa¨ªs claramente interesado y potente cient¨ªficamente, tiene otro proyecto competitivo. Es un l¨¢ser de electrones libres, la nueva generaci¨®n de sincrotrones que quiz¨¢s permita hacer parecidas observaciones con rayos X en vez de con neutrones.

Tradicionalmente los neutrones se han producido para usos cient¨ªficos por fisi¨®n nuclear en reactores de investigaci¨®n, distintos de los reactores nucleares habituales pero basados en el mismo principio. El reactor m¨¢s potente del mundo es actualmente europeo -el Institute Laue Langevin (ILL) en Grenoble, en el que Espa?a participa con un 3%- pero ya tiene 30 a?os. Fue en aquella ¨¦poca cuando se alcanz¨® el m¨¢ximo flujo de neutrones disponible en reactores y desde entonces no se ha podido aumentar.

Los cient¨ªficos y tecn¨®logos creen que el futuro est¨¢ en la producci¨®n de neutrones en aceleradores por espalaci¨®n, un proceso diferente que desde hace unos a?os coexiste con el anterior. La fuente m¨¢s potente de esta tecnolog¨ªa es ISIS, situado en el Reino Unido, que empez¨® a funcionar hace ya m¨¢s de 15 a?os. El ESS, dicen sus promotores, dispondr¨ªa de 30 veces m¨¢s intensidad que el ISIS.

En Espa?a

En la actualidad son usuarios de las fuentes de neutrones m¨¢s de 4.000 cient¨ªficos en Europa, muchos de los cuales tambi¨¦n utilizan las fuentes de luz sincrotr¨®n, y existe un creciente uso por parte de la industria. En Espa?a, los usuarios ascienden a casi dos centenares y el Ciemat es el organismo que se ha integrado en el proyecto ESS, explic¨® Jos¨¦ Luis Mart¨ªnez, del Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid, uno de los cient¨ªficos espa?oles que asistieron a las jornadas en Bonn. Tambi¨¦n la industria est¨¢ interesada en suministrar equipos a la instalaci¨®n, coment¨® Sabino Azc¨¢rate, de la Fundaci¨®n Tekniker, que ha suministrado ya equipos al ILL. Adem¨¢s, en el dise?o, por parte espa?ola, destaca la aportaci¨®n del equipo de Jos¨¦ Carlos G¨®mez Sal, de la Universidad de Cantabria, en colaboraci¨®n con las empresas Empresarios Agrupados y Sener. Su c¨¢lculo detallado de los mecanismos termohidr¨¢ulicos en el blanco (donde impactan los protones para producir neutrones) ha sido bien acogida por el equipo t¨¦cnico del proyecto ESS.

El plan es mantener instalaciones en tres categor¨ªas: una primera regional, una segunda competitiva a nivel internacional, formada por el ILL y el ISIS ampliado, y una superior, el ESS.

La base del actual impulso a la nueva fuente de neutrones es el inter¨¦s regional en contar con una gran instalaci¨®n cient¨ªfica (radiactiva, aunque sin peligro alguno de explosi¨®n), inter¨¦s que debe ser confirmado por el pa¨ªs correspondiente. Aspiran a ser sede del ESS cuatro regiones europeas: dos alemanas (Rin Norte-Westfalia y Sajonia), una brit¨¢nica (Yorkshire) y Lund (Suecia, apoyada por un consorcio universitario escandinavo). Tindemans cree que a medida que el proyecto se concrete se ir¨¢n a?adiendo nuevas candidaturas.