Investigadores del grupo de investigación Estructura de la Materia, de la Universidad de Huelva (UHU), y del Laboratorio Nacional de Fusión, del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y tecnológicas (CIEMAT) trabajan desde España junto a un grupo de científicos internacional en Spiral 2, un nuevo centro de aceleradores nucleares de última generación, ubicado en la ciudad francesa de Caen, que servirá para la producción y aceleración de núcleos atómicos exóticos mayores que los disponibles en otros centros del mundo.
En Física, se conoce como núcleos exóticos aquellos que forman parte importante de procesos estelares y galácticos, o que podrían tener un interés tecnológico, pero que no se encuentran presentes en la Tierra y son, además, radiactivos. Es por ello que resulta necesario recurrir a la tecnología de los centros de aceleradores para producir estos núcleos de forma artificial, de gran interés para conocer, entre otras cosas, numerosos procesos que tienen lugar en el universo.
El proyecto integra numerosos campos del conocimiento, ya que los trabajos necesarios para hacer realidad esta iniciativa abarcan materias como la criogenia, telecomunicaciones, ingeniería civil, ciencia de materiales, detectores de partículas, radiofrecuencias o control y seguridad de instalaciones nucleares, entre otras.
Todo ello, para hacer realidad un laboratorio consagrado a la Física y a la Tecnología Nuclear que abordará numerosas temáticas. Es el caso de los estudios de fenómenos galácticos, como la formación de estrellas de neutrones, la ocurrencia de supernovas o la propia nucleosíntesis de los elementos, reacciones nucleares que tiene lugar en el interior de todas las estrellas y que se establece como su fuente de energía. “De esta forma podremos llegar a entender, por ejemplo, el origen de la Tierra y de nuestra vida. SPIRAL 2 será pues, entre otras cosas, una especie de simulador de procesos estelares en nuestro planeta”, afirma Ismael Martel.
Otro de los puntos de estudio sobre los que el nuevo centro arrojará luz se centran en cuestiones como la radiobiología, la ciencias de los materiales, la medicina nuclear o la síntesis y estudio de nuevos elementos de la tabla periódica. “Con la nueva infraestructura ayudará a avanzar en la investigación en física de neutrones rápidos, necesaria para el diseño de las próximas generaciones de reactores nucleares, materia de gran interés estratrégico en la Unión Europea”, apunta el investigador.
Apoyo de la UHU
En el proyecto SPIRAL 2 participan grupos de investigadores europeos, fundamentalmente a través de financiación recibida del VII Programa Marco, pero también están implicados científicos norteamericanos y asiáticos, entre otros. En concreto, el cometido designado a los investigadores de la Universidad de Huelva se centra en dos misiones fundamentales.
El primero de ellos consiste en la construcción de un sistema de diagnóstico y control del haz del acelerador lineal superconductor denominado LINAG, que es el acelerador primario de SPIRAL2. LINAG producirá un haz pulsado de protones y deuterones de hasta 10 miliamperios. “Una intensidad sin precedentes cuyo control supone un gran reto tecnológico”, apunta el experto. El sistema permitirá determinar online parámetros como la estructura temporal del haz y su energía (velocidad de los iones).
Para ello estos científicos llevan ya dos años trabajando en la caracterización de sensores de diamante en el laboratorio de instrumentación nuclear de la Universidad de Huelva. “Hemos desarrollado varios prototipos de sensores de diamante y su electrónica, y tenemos varias colaboraciones con empresas del sector. Además, hemos realizado varios estudios de desarrollo con haz real en aceleradores de Francia y en España”, afirma el responsable de la Universidad de Huelva.
Por otra parte, el equipo onubense está construyendo el detector de partículas cargadas bautizado como GASPARD. Se trata de una matriz de detectores de forma esférica y 400 milímetros de diámetro, con más de 120 celdas para la detección de los núcleos atómicos producidos en las reacciones nucleares originadas en un blanco de reacción.
Este científico liderara a partir de 2026 el mayor laboratorio de física de partículas del mundo. Mark Thomson tendrá el reto de impulsar proyectos de enorme envergadura, como la posible construcción de un nuevo acelerador de casi 100 kilómetros de longitud, que transformaría el panorama de la física.
Investigadores del Instituto de Física Corpuscular han logrado medir en el laboratorio la formación de un elemento clave en la evolución de la composición química de los elementos pesados. Un isótopo de este elemento, el Plomo-204, se produce en estrellas gigantes rojas, responsables de la creación de la mitad de los elementos más pesados que el hierro en la naturaleza.
