La sorgente di neutroni cinese entra nella grande lega
Il 16 ottobre, una macchina nascosta in un campus universitario nella provincia del Jiangxi ha superato silenziosamente la revisione finale degli esperti. Due giorni dopo, i suoi operatori hanno confermato che la Sorgente di Neutroni ad Acceleratore Donghua, nota come ECANS, era passata dalle prove sperimentali all’operatività formale. Per i ricercatori che hanno impiegato sei anni per costruirla, il momento segna la fine di una lunga attesa. Per la più ampia comunità scientifica cinese, segna l’arrivo di un altro strumento nazionale per sondare la materia.
Le sorgenti di neutroni sono cavalli di battaglia della ricerca moderna. Invece di usare raggi X o laser, sparano neutroni contro i campioni, e il modo in cui questi neutroni si disperdono o vengono assorbiti rivela cose che altri metodi non colgono, dalla struttura dei metalli e dei materiali per batterie al comportamento dei componenti esposti alle radiazioni. Tali strutture sono alla base del lavoro nella scienza dei materiali, nella medicina e nell’ingegneria nucleare, e l’accesso ad esse è stato a lungo un collo di bottiglia per gli scienziati al di fuori di una manciata di paesi.
ECANS è stata proposta nel 2020 e la costruzione è iniziata nel 2022. È stata sviluppata dalla Donghua University of Technology di Nanchang insieme a partner tra cui la China Academy of Engineering Physics e il China Institute of Atomic Energy. Invece di affidarsi a un reattore, il dispositivo accelera un fascio di elettroni e lo scaglia contro un bersaglio, producendo neutroni attraverso reazioni nucleari. Questo design è compatto e controllabile rispetto alle sorgenti basate su reattore, il che è parte del motivo per cui le macchine ad acceleratore sono diventate popolari in tutto il mondo.
La struttura supporta due ampie modalità. In modalità di irradiazione può essere utilizzata per applicazioni pratiche come testare come materiali ed elettronica resistono alle radiazioni. In modalità di esperimento scientifico può funzionare in configurazioni a impulsi lunghi o corti, dando ai ricercatori flessibilità a seconda che necessitino di alta intensità nel tempo o di raffiche precise e temporizzate. Secondo gli sviluppatori, la macchina può fornire un fascio di elettroni con una potenza massima nell’ordine di decine di kilowatt, ponendola in un’utile fascia intermedia per una struttura su scala universitaria.
L’acceleratore non è l’unico recente segno di slancio. In Tibet, i ricercatori hanno spinto la scienza delle reti elettriche agli estremi in un sito di prova a 5.000 metri sul livello del mare, dove hanno completato uno studio in situ su come le condizioni di alta quota influenzano le scariche elettriche lungo le linee di trasmissione. Quell’esperimento ha colmato una lacuna nei dati per l’ingegneria a quote estreme, dove l’aria rarefatta cambia il comportamento delle apparecchiature. Entrambi i progetti riflettono una spinta più ampia a costruire infrastrutture di ricerca specializzate in tutto il paese invece di concentrarle in pochi poli costieri.
Per la Donghua University of Technology, il ritorno è in parte locale. Una sorgente di neutroni funzionante dà a studenti e docenti accesso a esperimenti che altrimenti richiederebbero viaggi all’estero o lunghe code presso strutture nazionali condivise. Crea anche spazio per la collaborazione con ospedali, produttori di elettronica resistente alle radiazioni e aziende energetiche interessate a come i materiali invecchiano sotto stress.
A livello internazionale, la macchina è modesta su scala. Le strutture di neutroni più potenti del mondo restano molto più grandi e costose, e gli scienziati continuano ad attraversare i confini per usarle. Ma la diffusione costante di sorgenti di medie dimensioni ospitate dalle università conta: amplia la platea di persone che possono condurre esperimenti, accorcia i cicli di feedback tra idea e risultato e forma una generazione di ricercatori in tecniche che un tempo erano appannaggio dei laboratori nazionali.
Il prossimo passo riguarda meno il taglio del nastro e più la produttività. Strutture come ECANS hanno successo quando il tempo di fascio è prenotato in modo continuo e i risultati iniziano ad apparire sulle riviste. Se ciò accadrà, la macchina del campus di Nanchang si sarà guadagnata il suo posto nell’infrastruttura silenziosa e poco glamour che sostiene le ambizioni scientifiche di un paese.