Ll 31 gennaio Emmanuel Macron, allora in visita di Stato in Svezia, si è aggirato tra le immense infrastrutture dell’ESS (European Spallation Source), a Lund, nell’estremo sud del Paese. Questo impianto di ricerca scientifica in costruzione, che dovrebbe diventare la fonte di neutroni più potente al mondo, è cofinanziato dalla Francia, insieme ad altri 12 paesi europei. Con le stelle negli occhi ma la voce profonda, il Presidente della Repubblica ha invocato un’Europa dell’industria e dell’energia “più audace” e “meno regolamentata”.
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E quando, meno di tre mesi dopo, seguiamo le sue orme, comprendiamo meglio il suo stupore di fronte a una simile infrastruttura di ricerca. Innanzitutto per le sue dimensioni, poiché si estende su quasi 75 ettari. Grazie al suo acceleratore di protoni lungo 600 metri, dove le particelle vengono spinte a una velocità vicina a quella della luce, quindi proiettate su un bersaglio di tungsteno da 6.000 tonnellate, che consente l’esplosione di atomi e il rilascio di neutroni. Ma soprattutto dalle sue ambizioni.
Esplorare la materia oscura, combattere le malattie e ottimizzare le batterie
“La nostra fonte di neutroni consentirà ai ricercatori di compiere progressi significativi nella fisica fondamentale dando loro l’opportunità, ad esempio, di esplorare la materia oscura”, afferma entusiasta Helmut Schober, il suo direttore generale. Nel campo della salute, migliorerà la nostra conoscenza di alcuni virus per combatterli meglio. Nel settore energetico consentirà di studiare celle a combustibile e batterie per ottimizzarne l’efficienza… Anche per i produttori questo è un tema chiave, poiché i neutroni sono ottimi rilevatori di debolezze nei materiali prodotti”.
Insomma, queste illustrazioni sono solo alcuni esempi tra gli altri, perché i fasci di neutroni possono interessare molti altri ricercatori, come gli archeologi, che potranno venire con i loro fossili per analizzarli e risalire alla loro origine senza danneggiarli. I ricercatori quantistici potranno, da parte loro, provare a svelare i misteri del mondo ancora poco conosciuto che studiano, in particolare per sviluppare l’informatica di domani.
Ma perché i neutroni sono degli ottimi esploratori della materia? Non avendo carica elettrica e avendo solo deboli interazioni con la materia, queste particelle hanno un grande potere penetrante e sono quindi ottimi osservatori degli oggetti con cui interagiscono, compresi alcuni atomi leggeri, come l’idrogeno, che non sono visibili per tempi che vanno dai picosecondi (un millesimo di miliardesimo di secondo) in microsecondi (un milionesimo di secondo).
Una “bestia da corsa”
Di fronte alle promesse di un simile progetto, è impossibile che la Francia, che vanta una delle comunità scientifiche più esperte in questo settore, non ne faccia parte. Pertanto, il CEA e il CNRS partecipano attivamente alla costruzione del 70% della lunghezza dell’acceleratore e alla fornitura di 5 dei primi 15 strumenti che l’ESS ospiterà per lanciare i suoi esperimenti.
“Stiamo costruendo una bestia da corsa”, ritiene Marie-Hélène Mathon, responsabile dell’infrastruttura di ricerca sulle scienze dei materiali del CEA e rappresentante francese nel consiglio di amministrazione dell’ESS, pur rammaricandosi del ritardo del progetto. “Speravamo di avere i nostri primi neutroni nel 2019. Alla fine non sarà prima del 2025-2026. »
Ma ciò che preoccupa particolarmente la comunità scientifica francese è la progressiva perdita delle fonti sovrane di neutroni. “La Francia ha concentrato il 10% delle capacità globali nel 2015. Questa cifra dovrebbe aumentare all’1% nel 2033…” si rammarica.
Infatti, il reattore di ricerca Orphée, inaugurato nel 1980 a Saclay, che forniva un fascio di neutroni dedicato allo studio della materia condensata, è stato definitivamente chiuso nel 2019. «Era la nostra fonte nazionale di neutroni, conteneva 22 strumenti di ricerca e ci ha permesso di coltivare l’eccellenza francese in questo campo”, insiste il ricercatore del CEA. Quest’ultimo deplora una scelta che non è tanto una questione di performance quanto la volontà di denuclearizzare Saclay e concentrare gli investimenti nel progetto europeo sui neutroni. “Era uno strumento chiave sia per la ricerca che per l’industria francese. »
Carenza di neutroni in Francia
Poiché le cattive notizie non arrivano mai sole, anche l’Istituto Laue-Langevin (ILL), una sorgente di neutroni europea con sede a Grenoble, chiuderà i battenti tra il 2030 e il 2033. Fino ad allora, aveva offerto al mondo i fasci di neutroni più intensi e circa quaranta strumentazioni scientifiche ad alto contenuto tecnologico con l’obiettivo di svolgere ricerche di eccellenza.
“Era la nostra ultima fonte disponibile in Francia. Dopo la sua chiusura, saremo totalmente dipendenti dalla SSE», teme Marie-Hélène Mathon, sottolineando di sfuggita che la Germania, il Regno Unito e la Svizzera manterranno la loro sovranità. Per non parlare dei progressi nelle capacità americane e asiatiche in termini di produzione di neutroni…
Non abbiamo più nulla in Francia per formare i nostri scienziati e mantenere le nostre competenze nel campo della neutronica.Marie-Hélène Mathon, responsabile delle infrastrutture di ricerca in Scienze dei materiali del CEA
E l’ESS non sarà in grado di assorbire questa carenza di neutroni. “È positivo avere fonti ad alta potenza come quella dell’impianto svedese, ma in Francia non abbiamo più nulla per formare i nostri scienziati e mantenere le nostre competenze nella neutronica, soddisfare le esigenze dei nostri industriali e chiarire i nostri temi di ricerca attraverso esperimenti preparatori. Abbiamo bisogno di una fonte a piccolo o medio raggio. »
La comunità scientifica francese della neutronica, che conta ben 1.500 ricercatori e 300 laboratori, gioca la sua ultima carta, “ICONE”. Immaginato dal CEA e dal CNRS, questo progetto consiste nella costruzione di una fonte accessibile – 150 milioni di euro, rispetto ai 3,7 miliardi di euro dell’ESS – e compatta, che si inserirebbe in un edificio di 70 metri quadrati, di cui ogni componente ( acceleratore, bersaglio, ecc.) verrebbero drogati per massimizzare la produzione di neutroni.
Il progetto è stato presentato al Ministero dell’Istruzione Superiore, della Ricerca e dell’Innovazione. La decisione se costruire o meno questa fonte nazionale dovrebbe essere presa nel 2025. Un parere favorevole consentirebbe la produzione dei primi neutroni all’inizio del 2030, secondo Marie-Hélène Mathon: “Spero che le autorità si rendano conto dell’importanza di questa fonte sovrana progetto… Non dobbiamo diventare i grandi perdenti nella corsa ai neutroni. »
