Han pasado 80 años desde que el físico James Chadwick publicara el artículo en el que se confirmaba experimentalmente la existencia del neutrón. Desde entonces han sido muchos los investigadores dedicados a profundizar en el conocimiento de esta partícula. De estos trabajos han surgido inventos muy destructivos como la bomba nuclear, pero también numerosas aplicaciones que han permitido al hombre estudiar a fondo la composición de la materia y obtener nuevos avances encaminados a mejorar nuestra calidad de vida.
Pero, ¿qué es exactamente un neutrón? Se trata de una partícula sin carga presente en el núcleo de los átomos.
"Si el átomo fuera un balón de fútbol, el neutrón seria una bola de billar sin carga eléctrica situada en el centro del balón", explica a Muy Interesante José Luis Martínez Peña, director asociado del Institut Laue-Langevin (ILL, Grenoble, Francia).
"El protón sería otra bola de billar situada también en el centro pero con carga positiva; y finalmente el electrón seria algo más pequeño que una canica y giraría por la superficie del balón a toda velocidad".
El estudio de los neutrones permite conocer las características y estructura interna de los materiales.
"En el ILL generamos neutrones que después usamos como una sonda para el estudio de las propiedades de los materiales. Es decir, somos una especie de microscopio gigantesco que, en lugar de luz o rayos X, utiliza neutrones como sonda", indica Martínez Peña.
Entre otros avances, con estas técnicas se han podido desarrollar nuevas terapias contra el cáncer que minimizan el daño sobre los tejidos sanos, se ha verificado con mayor exactitud la teoría de la relatividad, y se ha creado el primer jabón magnético que tiene un menor impacto sobre el medio ambiente.
La investigación en física nuclear ha permitido grandes avances en la ciencia, pero también se ha utilizado para crear armas tan destructivas como las bombas nucleares. Según Martínez-Peña, este periodo es ya historia pasada, y actualmente la capacidad del neutrón para generar energía se aprovecha solo para mejorar nuestra calidad de vida.
"La energía es un bien cada vez más necesitado, pero también más escaso y caro", afirma el investigador.
Europa es líder en investigación con técnicas de neutrones, y actualmente se está planteando la posibilidad de construir una nueva fuente de neutrones en Lund (Suecia) que podría entrar en funcionamiento en 2025. Además, España se sitúa en una posición privilegiada en el estudio de neutrones, ya que ocupa el cuarto lugar en Europa en cuanto al número de publicaciones científicas relacionadas con el estudio o empleo de neutrones para estudiar en campos tan diversos como el magnetismo, química de sólidos, física nuclear, polímeros y física de la materia condensada.
El principal centro de investigación de neutrones del mundo
Fundado en 1967
El Instituto Laue-Langevin (ILL) se fundó en 1967 por iniciativa de Francia y Alemania, muchos años después de la demostración empírica de la existencia de los neutrones. Seis años más tarde Reino Unido se uniría como miembro al Instituto suponiendo un importante impulso a la investigación en este ámbito.
Reactor de Alto Flujo
En el centro existe un reactor del Alto-Flujo, el HFR, que funciona a una potencia térmica de 58.3 MW usando como combustible uranio enriquecido. Los neutrones que se generan son impulsados hasta unos 40 instrumentos científicos distintos donde los investigadores analizan cada dato al milímetro.
Más de 800 experimentos cada año
Cada año se realizan unos 800 experimentos en el centro, eso sí, todos ellos deben pasar por un comité de evaluación que autorice las pruebas. Además unos 1.500 investigadores de 40 países distintos pasan por el centro anualmente. Las principales disciplinas sobre las que se desarrollan las investigaciones son muy variadas: biología, ciencia de los materiales, física, medicina, química...
14 países miembros
Actualmente además de sus tres fundadores (Francia, Alemania y Reino Unido) otros 11 forman parte del ILL. España es Miembro Científico Asociado desde el año 1987 a través del Ministerio de Educación y Ciencia. El resto de países implicados en la organización son Suiza, Austria, Italia, Italy, República Checa, Suecia, Hungría, Bélgica, Eslovaquia, Polonia e India.
Aplicaciones prácticas de la investigación con neutrones
Para cualquier ciudadano de a pie puede ser complicado entender las posibilidades y las aplicaciones del estudio del comportamiento de los neutrones. Como explican desde el ILL "el desarrollo en muchas áreas científicas depende del conocimiento de los materiales a nivel molecular" apuntando que "estamos interesados en los componentes de los circuitos electrónicos, las membranas de las pilas de combustibles o las proteínas de las células. Los neutrones a menudo aportan información fundamental para el desarrollo de aplicaciones" explican.
Participación española en el ILL
El actual convenio de colaboración vigente que debe ratificarse el próximo año estipula que España debe contribuir alrededor de un 5% de forma económica y un 1% en contribuciones en especie. De este modo se garantiza el acceso de los científicos españoles al centro y a la instrumentación existente a un tiempo de haz igual o superior al 6% del tiempo de haz total en todos los instrumentos, explican desde el Ministerio de Economía y Competitividad.
Por muyinteresante
