Brasil construirá um acelerador de elétrons

Inicia-se este ano a construção do Sirius, um acelerador de elétrons ou síncrotron de terceira geração, em Campinas, São Paulo. O atual, UVX, um síncrotron de segunda geração, opera em energias de 1,37 GeV (giga elétron-volts), sendo capaz de gerar radiação eletromagnética até a faixa do raio-X macio. O Sirius, por outro lado, será capaz de operar na faixa dos 3 GeV, além de gerar maior intensidade de luz e abranger o raio-X duro (o penúltimo no espectro eletromagnético, atrás dos raios gama), que permite o estudo de estruturas mais densas. Além de trabalhar com faixas de energia maiores, o Sirius também será maior, com 146 metros de diâmetro, contra os 30 metros do UVX, e terá 40 estações experimentais, contra as 16 do UNX que atendem em torno de 500 grupos de pesquisa por ano. Tanto o UVX quanto o Sirius são construídos usando tecnologia e conhecimento totalmente nacionais.

   

Inovação e ousadia

Quando foi apresentado o projeto conceitual do síncrotron, ele já era competitivo em relação a outros síncrotrons de terceira geração, mas o comitê internacional de avaliadores nos desafiou a fazer um projeto ainda mais arrojado. Agora, o novo projeto traz uma série de inovações que o colocam, de fato, na fronteira tecnológica”, conta o físico Antonio José Roque da Silva, diretor do LNLS. O resultado é que o Sírius será inteiramente baseado em ímãs permanentes, em vez de eletroímãs que os outros equipamentos usam. Demais mudanças incluem alterações drásticas na rede magnética e na câmara de vácuo. “O feixe de luz do Sirius estará entre os de maior brilho do mundo”, afirmou Roque da Silva. Na carona do projeto e construção dos dois síncrotrons também ocorrem avanços na engenharia, e o treinamento de mão de obra especializada. Graças ao aprendizado obtido na construção do primeiro síncrotron, espera-se que o novo seja construído em prazo menor.

Síncrotrons 

Um síncrotron é um acelerador de elétrons que produz diferentes comprimentos de onda de luz, do ultravioleta ao raio-X, cada um com aplicações próprias, envolvendo principalmente estudos de estruturas atômicas, moleculares, microscópicas ou macroscópicas. A primeira geração de síncrotron apareceu em 1940, como resultado do primeiro acelerador de partículas. As máquinas projetadas para criar colisões entre partículas subatômicas e átomos tinham um efeito indesejável: perdiam energia na forma de radiação síncrotron, emitida no percurso das partículas. A radiação começou a ser utilizada para experimentos para análise de estruturas moleculares. Estações de trabalho foram atualizadas em seções do acelerador de partículas onde as radiações eram emitidas. A segunda geração de síncrotron era de aceleradores voltados à emissão da radiação síncrotron, e não à colisão de partículas. O UVX, síncrotron de segunda geração brasileiro, começou a ser construído em 1987 e está em operação desde 1997, sendo o primeiro deste tipo no hemisfério sul e ainda o único na América Latina. A terceira geração de síncrotron usa magnetos chamados dispositivos de inserção. Colocados em seções retas do anel, estes magnetos forçam os elétrons a viajar em um padrão de zigue-zague, fornecendo novas radiações. Com o novo síncrotron, o Brasil espera atrair talentos internacionais, como a israelense Ada Yonath, que ganhou o Nobel de Química de 2009 por seu trabalho sobre a estrutura e a função dos ribossomos, ou o americano Brian Kobilka, premiado em 2012 pela descoberta de um novo receptor celular. E, com esforço e ciência, quem sabe algum trabalho produzido nele venha a receber o Nobel. O custo previsto do projeto, que deve terminar em 2016, é de R$ 650 milhões. O Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) já investiu cerca de R$ 55 milhões. Parte dos custos deve ser dividido por parcerias, como a obtida com o governo do Estado de São Paulo, que fará a desapropriação do terreno ao lado do síncrotron atual.