Helmut Schober, director de la Fuente Europea de Espalación (ESS), comparte una actualización sobre el progreso hasta la fecha en la construcción de la instalación científica de neutrones de próxima generación de Suecia.
La Fuente Europea de Espalación es una instalación científica de neutrones de próxima generación en construcción en Lund, Suecia, con su centro de computación científica y gestión de datos en Copenhague, Dinamarca. Una vez completado y en pleno funcionamiento, ESS será la principal fuente de neutrones basada en aceleradores del mundo para estudiar la estructura y el comportamiento de los materiales a nivel atómico.
En construcción desde 2014, ESS es uno de los mayores proyectos de infraestructura científica y tecnológica actualmente en construcción. El diseño y la construcción de la instalación incluyen el acelerador lineal de protones más potente jamás construido, una rueda objetivo de tungsteno de 5 toneladas refrigerada por helio, 15 instrumentos de neutrones de última generación, un conjunto de laboratorios y un centro de desarrollo de software y gestión de datos de supercomputación.
Para saber más sobre los avances realizados hasta ahora y el gran potencial científico que surgirá de esta instalación, Innovation Platform habló con el director de la ESS, Helmut Schober.
¿Puede contarnos más sobre lo que ofrece ESS y en qué se diferencia?
ESS está diseñado para producir el haz de neutrones más potente del mundo para la investigación en ciencia de materiales, química, biología, energía y otros campos. A diferencia de los reactores nucleares, el ESS utiliza protones de alta energía que chocan con un objetivo de tungsteno para producir neutrones. Este es un proceso llamado «espalación nuclear».
El brillo excepcional del haz de neutrones y el diseño de su fuente de pulso largo lo distinguen de otras fuentes de espalación y permiten experimentos con mayor sensibilidad, resolución y velocidad. La ESS tiene el potencial de transformar campos como los materiales energéticos, los productos farmacéuticos, la catálisis y la nanotecnología, facilitando avances que no son posibles con las fuentes de neutrones existentes.
¿En qué etapa de construcción se encuentra actualmente la instalación?
En 2025, el acelerador, la estación objetivo, el sistema de control integrado y varios instrumentos iniciales de dispersión de neutrones habrán logrado avances significativos hacia su puesta en servicio. El acelerador entregó el primer haz de prueba de baja potencia y plena energía al depósito de haz acondicionado para demostrar el funcionamiento totalmente integrado de esta parte crítica de la instalación. El enfoque actual está en la verificación, validación y puesta en servicio continua del sistema para establecer la seguridad y la preparación operativa.
El acelerador se someterá a un segundo período de puesta en servicio esta primavera a una potencia mayor que la del año pasado.
El progreso hacia el objetivo de la ESS, único en los campos de la ciencia de neutrones y la espalación, experimentó un revés a finales de 2025 (consulte los detalles del incidente a continuación). Sin embargo, las pruebas de integración continúan y el equipo ha identificado factores atenuantes que permitirán las llamadas «pruebas de fábrica de neutrones» para finales de año.
Se están preparando los primeros seis conjuntos de instrumentos para recibir neutrones y se está instalando el siguiente conjunto de instrumentos, con planes de lanzar un programa de usuario en 2028, cuando científicos de todo el mundo vendrán a la ESS para realizar experimentos.
¿Cuáles fueron los principales desafíos técnicos enfrentados y cómo se superaron?
Los principales desafíos técnicos incluyen la instalación y alineación precisas del acelerador superconductor de 600 metros. Garantizar una alta confiabilidad y seguridad de los sistemas criogénicos. Logra objetivos de neutrones complejos (con rueda de tungsteno giratoria y blindaje extenso). Integración de sistemas de control digital a través de diferentes tecnologías y contribuciones de socios.
Estos desafíos se superaron mediante la creación de prototipos rigurosos, la colaboración internacional, la gestión adaptable de proyectos, pruebas intensivas antes y durante la puesta en servicio y el intercambio continuo de conocimientos entre los socios.
Nuestro desafío más reciente ocurrió a finales de 2025. Fue entonces cuando las reducciones de energía afectaron a un componente crítico de la estación objetivo, el reductor, deteniendo el progreso hacia la producción de los primeros neutrones. El reductor es uno de los componentes más innovadores de la estación objetivo, ya que ralentiza los neutrones cuando salen de la rueda objetivo, convirtiéndolos en la energía adecuada para el instrumento.
El equipo de ESS y los socios en especie tomaron medidas inmediatas para evaluar el daño al moderador, determinar el impacto en el progreso hacia la producción de neutrones y establecer un nuevo cronograma para este importante hito. Está previsto que los moderadores alternativos, que ya estaban en producción en ese momento, se instalen y prueben en el último trimestre de 2026.
¿Cuáles fueron sus principales logros en 2025?
En 2025, ESS logró varios logros importantes. Lo más importante es que has llegado a Beam on Dump. Por primera vez, los protones fueron acelerados hasta la energía requerida y enviados desde la fuente de iones a través de un túnel acelerador de 600 metros de largo hasta un descargador de haz de acondicionamiento a 542,5 metros de profundidad. Este logro muestra que el acelerador ESS y el sistema de control asociado funcionan como un sistema integrado desde la fuente hasta el vertedero.
Otros logros incluyen la instalación y puesta en servicio ampliada del primer conjunto de instrumentos de neutrones. Recepción e instalación de los principales componentes de hardware de instituciones asociadas. Mayor desarrollo de la gestión de datos y preparación de programas de usuario.
Paralelamente, ESS continuó su transición a operaciones de estado estable y desarrolló aún más las estructuras organizativas y los procesos operativos necesarios para garantizar operaciones confiables y eficientes de las instalaciones a partir de 2028.
El progreso logrado en 2025 refleja los esfuerzos colectivos de cientos de personas de todo el equipo, las disciplinas y las instituciones asociadas de la ESS que trabajan juntas para lograr un objetivo: producir neutrones para la ciencia.
¿Cómo será el 2026?
El trabajo avanza bien en todas las instalaciones de ESS. A pesar del revés del reductor, el trabajo continúa en el sistema objetivo para probar que todos los componentes funcionen juntos para que el sistema esté listo para la instalación del nuevo reductor y la siguiente etapa: recibir protones del acelerador. El acelerador en sí logró con éxito el proceso de haz sobre descarga el año pasado y pasó a la siguiente etapa de puesta en servicio, y actualmente se está preparando para su segundo período de puesta en servicio de haz sobre descarga.
En cuanto a los equipos, estarán listos tres equipos más con Beam on Target además de los tres equipos ya previstos. Esto llevará a ESS hacia su objetivo a largo plazo de tener un conjunto completo de 14 (y 15 en el futuro) instrumentos para recibir neutrones cuando la instalación comience a operar.
¿Qué importancia tuvieron la contribución y la cooperación europeas para la ESS?
La cooperación europea es fundamental para el éxito de la ESS. Más de 100 instituciones de 13 países europeos han aportado experiencia, diseño, hardware y financiación. Este modelo de colaboración ha proporcionado acceso a los mejores talentos en ciencia, tecnología e ingeniería, ha acelerado el desarrollo y ha garantizado una amplia relevancia científica. El modelo de asociación también respalda la responsabilidad descentralizada para la construcción de equipos, la gestión de datos y la gobernanza a largo plazo.
Este artículo también se publicará en el número 25 de la revista trimestral.
Source link
