lunes, 26 de abril de 2010

El sincrotron ALBA

El lunes 22 de Marzo del 2010 se inauguró el sincrotron ALBA, situado en el complejo CELLS (Consorci Font de llum sincrotró) en Cerdanyola del Valles, Barcelona. En el acto estuvieron tanto el president de la Generalitat Jose Montilla, como el presidente del gobierno Jose Luis Rodriguez Zapatero.



Una inversión de 201 millones euros (nada comparado con la producción de Avatar (295-368 millones de euros), o la clausula de rescisión del jugador del FCBarcelona Leo Messi (250 millones de euros)).



El 13 de Mayo del 2009 Igor Sics nos explicaba el funcionamiento básico del sincrotrón:



Un mes antes de que se inaugurara el sincrotron algunos profesores de secundária y bachillerato tuvimos la suerte de realizar una visita, que nos fue explicada por Jordi Benach. En este artículo espero explicar algunas cosas de las que pudimos ver durante la visita e incluso lo ilustro con algun vídeo, no obstante si hay algun error en el escrito, o si hay algun lector que sepa mas que yo sobre el tema (que tampoco creo que será muy difícil) estaré encantado de que dé su opinión.

La idea general del sincrotrón no es la de hacer chocar partículas y observar otras nuevas, como seria el caso del CERN, sino la de acelerar electrones para obtener luz, para posteriromente utilzarla en absorción o en difracción. Estamos acostumbrados a hablar de la luz visible, pero hay otra luz invisible que llamamos radiación electromagnética, que nos puede ser muy útil.



Para obtener esta luz se acceleran electrones hasta casi la velocidad de la luz y se les hace girar. Si van en línia recta no pierden energía, pero cada vez que gira se pierde energía en forma de luz. Por esa razón tiene forma de anillo. Los electrones son generados inicialmente en generadores que estan fuera del anillo (puesto que se calientan mucho por efecto Joule, dentro del anillo se intenta mantener siempre una temperatura constante para que los materiales no experimenten dilataciónes y contracciones y se pierda energía). Éstos electrones generados pasaran por tres estadios, una primera aceleración, una segunda aceleración (donde las energias pueden llegar a 100000 eV) y una última aceleración con energias de 3000000000 eV). Se prevée que éstos electrones no paren nunca de girar y se vayan acumulando en los anillos de almacenamiento.



Los electrones són acelerados por inducción magnética mediante electroimanes. Para poder trabajar con ellos son necesarios electroimanes de 3 tipos: Dipolos, Cuadrupolos y Sextupolos, cada uno con funciones diferentes, aunque la general sea la de acumularlos en linea recta y reorientarlos constantemente.


Para que fluyan perfectamente y sin obstaculos se necesita un gran vacío. Cada serie de dipolos, cuadrupolos y sextupolos nos encontramos con bombas de vacío. Se trata de bombas iónicas de Titanio de alto vacío.



El sincrotron experimentará muchos giros y en cada giro obtendremos radiación electromagnética de diferente longitud de onda. Mientras que en los primeros giros obtendremos radiación de radiofrecuencia, en la zona final tendremos radiación muy energética de rayos X polarizada y de elevada intensidad (llamada luz de sincrotron).
En cada salida se interconectaran Multipolos de inserción (zonas donde se hará ondular la luz para obtener todavía mas energía. Para ondular la luz en esta ocasión se utilizan imanes de neodimio-hierro-boro permantes.)



Otro apartado interesante es el tema de la seguridad. Al crear radiación tan intensa es necesario utilizar un material que evite las fugas. Todo el anillo está recubierto de hormigón y en cada salida es de plomo. Obviamente, el mejor material es el plomo para evitar salidas no deseadas de radiación , pero es muy caro.

Las utilidades de esta radiación sincrotron són multiples:

1- Química de materiales, en los estudios del comportamiento de éstos ante presiones, campos electricos, campos magnéticos, etc, utilizando capas muy pequeñas de material.
2- Biologia y Medicina: Estudios mediante difracción de rayos X de estructuras biológicas cristalizadas (o no).
3- Física de nanaopartículas o en nanotecnologia para dispositivos de ordenadores o mobiles.
4- Terapia médica...

En definitiva, desde leer pergaminos sin abrirlos, hasta poder realizar una fotografia del interior de un huevo de dinosaurio (sin abrirlo, claro).

No obstante no es el primer sincrotron creado, ni será el último. En todo el mundo exiten mas 50 sincrotrones parecidos o mejores (para ver la lista clica en Light Source Facility Information. ¿Cual es la ventaja de este nuevo sincrotron? El gobierno prevee que la empresa privada utilizará a partir de ahora la luz sincrotron al precio de 1000 euros la hora pero, ¿saldrá finalmente rentable?

Para finalizar un vídeo en catalán donde Jordi Benach nos explica el funcionamiento del sincrotron Alba:



Mas información sobre el centro ALBA en Generalitat de Catalunya, Ciencia y Tecnología, Diari de l'escola (edu 365), sala de prensa de la Generalitat de Catalunya.


Sergio

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