Η Ευρώπη σε τροχιά ξηρασίας νετρονίων

Οι επιστήμονες στην Ευρώπη αντιμετωπίζουν δραματική μείωση στις δέσμες νετρονίων για έρευνα μέσα στα επόμενα 5 έως 10 χρόνια, παρόλο που η πιο έντονη πηγή νετρονίων στον κόσμο αναμένεται να ενεργοποιηθεί στη Σουηδία μέχρι το τέλος της δεκαετίας. Έτσι λέει μια ομάδα ειδικών που έχει ανατεθεί να αξιολογήσει το επικείμενο κλείσιμο πολλών από τους γηρασμένους αντιδραστήρες νετρονίων της ηπείρου και να προτείνει τι μπορεί να γίνει για να αποφευχθεί ή τουλάχιστον να μειωθεί το έλλειμμα.

Η ομάδα, γνωστή ως Neutron Landscape Group (NLG), δημοσίευσε τα ευρήματά της σε έναν ενημερωμένο οδικό χάρτη που κυκλοφόρησε την περασμένη εβδομάδα από το Ευρωπαϊκό Φόρουμ Στρατηγικής για τις Ερευνητικές Υποδομές, το οποίο αναφέρεται στο Συμβούλιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Ο οδικός χάρτης, που δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά το 2006, παρέχει έναν κυλιόμενο κατάλογο προτεινόμενων πανευρωπαϊκών ερευνητικών εγκαταστάσεων που θεωρούνται εξαιρετικές επιστημονικά και έχουν ήδη οικονομική υποστήριξη από μία ή περισσότερες Ε.Ε. κράτη μέλη.

Ο οδικός χάρτης του 2016 περιλαμβάνει 21 έργα, πέντε εκ των οποίων είναι νέες προσθήκες από την έκδοση του 2010:εγκαταστάσεις που μελετούν την ατμόσφαιρα, συστήματα ποταμών-θάλασσας και ασφάλεια τροφίμων, καθώς και ένα ηλιακό τηλεσκόπιο και ένα νέο κέντρο πολιτιστικής κληρονομιάς. Ένα έκτο έργο, ένα τηλεσκόπιο νετρίνων που θα κατασκευαστεί στον πυθμένα της Μεσογείου Θάλασσας γνωστό ως KM3NeT, μπήκε ξανά στον οδικό χάρτη αφού συμπεριλήφθηκε αρχικά το 2006 ως ενιαίο παρατηρητήριο προτού χωριστεί μεταξύ τοποθεσιών έξω από την Ιταλία και τη Γαλλία.

Η ανασκόπηση νετρονίων έρχεται ως μέρος μιας ευρύτερης «ανάλυσης τοπίου» που πραγματοποιήθηκε για τον οδικό χάρτη που επιδιώκει να εντοπίσει σημαντικά κενά ή επικαλύψεις εντός της ευρωπαϊκής ερευνητικής υποδομής. Η NLG, με πρόεδρο τους φυσικούς Colin Carlile του Πανεπιστημίου της Ουψάλα στη Σουηδία και την Caterina Petrillo του Πανεπιστημίου της Περούτζια στην Ιταλία, επισημαίνει ότι περισσότεροι από 6000 επιστήμονες και μηχανικοί στην Ευρώπη χρησιμοποιούν νετρόνια για να μελετήσουν τη δομή και τη συμπεριφορά των υλικών, τα οποία ποικίλλουν από μαγνήτες και υπεραγωγούς σε πλαστικά και πρωτεΐνες. Ωστόσο, λέει, τα δύο τρίτα των λειτουργικών πηγών νετρονίων της ηπείρου κατασκευάστηκαν τις δεκαετίες του 1960 και του 70 και οι περισσότερες από αυτές πρόκειται να κλείσουν την επόμενη δεκαετία.

Η European Spallation Source (ESS), η οποία κατασκευάζεται στο Lund της Σουηδίας, και θα χρησιμοποιεί έναν επιταχυντή πρωτονίων για τη δημιουργία των πιο ισχυρών δεσμών νετρονίων στον κόσμο, πρόκειται να αρχίσει να λειτουργεί το 2019. Ωστόσο, εξηγεί η NLG, περιορισμένη αρχική χρηματοδότηση ότι η εγκατάσταση θα έχει μόλις 16 όργανα σε λειτουργία έως το 2028, γεγονός που, όπως λέει, θα αφήσει τους ερευνητές σε πολύ χειρότερη θέση από ό,τι είναι σήμερα με τα 40 όργανα που αποτελούν το Ινστιτούτο Laue-Langevin (ILL) που λειτουργεί σήμερα στη Γκρενόμπλ της Γαλλίας .

Ωστόσο, η σύμβαση που υπογράφηκε από τις τρεις χώρες που λειτουργούν το ILL—Γαλλία, Γερμανία και Ηνωμένο Βασίλειο— πρόκειται να λήξει το 2023. Ένα κλείσιμο σε εκείνο το σημείο, σε συνδυασμό με το κλείσιμο άλλων, λιγότερο έντονων πηγών νετρονίων στην Ευρώπη εντός του Τα επόμενα χρόνια, σύμφωνα με την επιτροπή, θα μειώσουν τα διαθέσιμα νετρόνια για έρευνα κατά 40% έως 50% τα επόμενα 15 χρόνια—ο ακριβής χρόνος της πτώσης εξαρτάται από την ισχύ εξόδου του ILL και πόσες άλλες εγκαταστάσεις είναι απενεργοποιημένες. /P>

Ο Carlile λέει ότι αυτή η μείωση δεν θα ήταν μόνο καταστροφική για την τρέχουσα επιστημονική έρευνα, αλλά θα καθιστούσε επίσης πολύ πιο δύσκολο για τους νεότερους ερευνητές να αποκτήσουν εμπειρία από την πραγματοποίηση μετρήσεων με βάση τα νετρόνια. "Οι άνθρωποι που χρησιμοποιούν αυτές τις εγκαταστάσεις δεν έχουν κανένα σκαλοπάτι για να φτάσουν εκεί", λέει, "σε αντίθεση με τους χρήστες πηγών ακτίνων Χ, οι οποίες είναι διαθέσιμες στα πανεπιστήμια."

Σύμφωνα με την επιτροπή, η παραγωγή νετρονίων τα επόμενα 15 χρόνια θα μπορούσε να διατηρηθεί εντός του 20% των υφιστάμενων επιπέδων, εφόσον το ILL και οι άλλες πηγές νετρονίων που κινδυνεύουν να κλείσουν λειτουργούν έως τουλάχιστον το 2030. Αυτές οι επεκτάσεις, εκτιμά ο Carlile, θα κοστίσουν περίπου 200 εκατ. ευρώ, τα οποία, προσθέτει, «δεν είναι φιστίκια», αλλά είναι σημαντικά λιγότερα από όσα χρειάζονται για την κατασκευή μιας μεγάλης νέας εγκατάστασης όπως η ESS. Ωστόσο, μένει να φανεί, λέει, εάν οι ιδιοκτήτες του ILL θα θελήσουν να παρατείνουν τη ζωή αυτού που θα είναι τότε ένας πυρηνικός αντιδραστήρας άνω των 50 ετών σε μια πόλη όπου το διάστημα είναι πολύ υψηλό. «Το κλείσιμο του ILL θα έχει τραυματικό αποτέλεσμα στην κοινότητα των νετρονίων», λέει. "Όμως κανένας από τους ιδιοκτήτες ή τους χρήστες δεν θέλει να μιλήσει για αυτό δημόσια."

Ο Carlile ανησυχεί επίσης ότι το ESS δεν θα φτάσει στην πλήρη του ισχύ των 5 μεγαβάτ (MW) όπως έχει προγραμματιστεί για το 2025. "Είμαι βέβαιος ότι το έργο μπορεί να αποδώσει εγκαίρως, υπό την προϋπόθεση ότι θα υποστηριχθεί κατάλληλα πολιτικά." αυτος λεει. "Αλλά το μόνο πράγμα που φοβάμαι είναι ότι ζητούν στάση στα 2 MW προκειμένου να εξοικονομήσουν χρήματα σε εξαρτήματα επιτάχυνσης."

Η NLG εφαρμόζει επί του παρόντος τις τελευταίες πινελιές σε μια πιο μακροσκελή έκθεση που θα εξετάζει επίσης την παροχή νετρονίων μετά το 2030. Μεταξύ των επιλογών που προτείνονται για την εξασφάλιση των προμηθειών νετρονίων μακροπρόθεσμα, λέει ο Carlile, είναι ο σχηματισμός ενός οργανισμού-ομπρέλα για τον συντονισμό της έρευνας με βάση τα νετρόνια σε όλη την Ευρώπη —όπως το Ευρωπαϊκό Νότιο Παρατηρητήριο των αστρονόμων— και την κατασκευή πολλών άλλων πηγών νετρονίων μέσης ροής, καθεμία από τις οποίες μπορεί να κοστίσει περίπου 500 εκατομμύρια ευρώ.