El Centro Nacional de Aceleradores, investigación al servicio de la sociedad

El Centro Nacional de Aceleradores (CNA) es un centro mixto de la Universidad de Sevilla, la Junta de Andalucía y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) que tiene como misión fundamental el desarrollo de la investigación en aceleradores de partículas y sus múltiples aplicaciones. El Centro Nacional de Aceleradores, que se encuentra reconocido como Instalación Científico-Técnica Singular (ICTS), es un centro abierto a la comunidad científica y tecnológica nacional e internacional para que ésta pueda desarrollar investigaciones utilizando sus instalaciones.

En el CNA se saca pleno rendimiento a las seis grandes infraestructuras que se han ido incorporando desde 1998, fecha de su creación. Estas grandes infraestructuras son:

a) El acelerador Tándem de 3 MV, herramienta potente y versátil para Ciencia de Materiales e Instrumentación nuclear.

b) El acelerador Ciclotrón, factoría de radiofármacos y fuente de irradiación.

c) El acelerador Tandetrón para AMS (espectrometría de masas con acelerador), que encuentra radionucléidos en el medioambiente en proporciones ínfimas.

 d) El acelerador compacto MICADAS (Mini Carbon Data System) dedicado a la datación por 14C.

e) El irradiador de 60Co, fuente de fotones para irradiación de componentes aeroespaciales, y

f) el tomógrafo PET-TAC, complemento del Ciclotrón para el diagnóstico de cáncer.

Gracias a estas 6 grandes infraestructuras en el CNA se desarrollan diferentes líneas de estudio entre las que como ejemplo vamos a citar las siguientes:

1.      El uso del acelerador Tándem de 3MV es de especial relevancia en el estudio relacionado con la ciencia de materiales. Muchos de los trabajos que se realizan en el centro han tenido como fin el estudio de composición de muestras analizadas y su relación con las propiedades físicas de las mismas, utilizando para ello diversas técnicas de análisis de las que dispone el centro como RBS, PIXE, NRA, PIGE, ERD y canalización iónica.

2.      En el CNA se ha instalado una nueva línea, llamada HisPaNoS, que permite la generación de haces de neutrones pulsado por acelerador lo que nos llevará a numerosas investigaciones internacionales.

3.      En el campo de la física nuclear, el CNA desarrolla detectores y electrónica asociada para el trazado de haces de núcleos exóticos, verifica sistemas experimentales para la realización de medidas en instalaciones de haces radioactivos, caracteriza detectores con haces de iones y neutrones, estudia núcleos exóticos, realiza estudios de los efectos radiobiológicos de protones y partículas alfa y realiza medidas experimentales de interés en la investigación de la terapia por captura neutrónica, entre otras líneas de trabajo. Para ello, se hace uso fundamentalmente del acelerador Tándem de 3 MV y el acelerador Ciclotrón.

4.      En el CNA se realiza también investigación relacionada con ensayos de fiabilidad en dispositivos y materiales utilizables en ambientes críticos de radiación, como es el entorno espacial o los experimentos de física nuclear de altas energías. También se realiza irradiación de materiales biológicos y tecnológicos de mutaciones, esterilización o modificación de funcionalidad en aplicaciones específicas para agricultura. Para ello se utilizan el acelerador Tándem de 3MV, el Ciclotrón y el irradiador de 60Co.

5.      En el campo de patrimonio histórico, se hacen estudios para la viabilidad del uso de las técnicas IBA con el acelerador Tándem de 3 MV para la cuantificación no destructiva del contenido de boro en vidrios, vidriados y grisallas de los siglos XVI al XX. El objetivo desde el punto de vista patrimonial, es establecer en qué momento se empieza a utilizar el bórax como materia prima fundente y en qué tipo de materiales se empieza a utilizar. Las técnicas IBA constituyen una herramienta de gran repercusión en este estudio, ya que el boro es un elemento no detectable por técnicas convencionales no destructivas, como fluorescencia de rayos X o microscopía electrónica. En el CNA se ha utilizado con éxito la técnica NRA (Nuclear Reaction Analysis), elegida por su bajo límite de detección imprescindible para cuantificar cantidades de boro tan bajas como las centenas de partes por millón encontradas en las grisallas antiguas ya analizadas.

6.      Si nos adentramos en la Espectrometría de Masas con Aceleradores (AMS) podríamos decir que el CNA es centro colaborador oficial del Organismo Internacional de la Energía Atómica (OIEA). Gracias esta colaboración se han realizado multitud de medidas de isótopos radiactivos y actínidos en muestras ambientales colectadas en las costas de Namibia, en el océano Ártico y en el mar Mediterráneo. Por otra parte, y como línea prioritaria se trabaja en la detección de radioisótopos de semivida grande en residuos nucleares, en colaboración con Enresa. Paralelamente se llevan a cabo estudios de desarrollo instrumental y metodológico, para mejorar por ejemplo la eficiencia de detección de elementos pesados mediante AMS.

7.       Utilizando el acelerador MICADAS, en el CNA además de mantener un servicio de datación de muestras geológicas y arqueológicas por 14C con un muy elevado prestigio, se contribuye en el Plan de Acción Español contra el Tráfico Ilegal y el Furtivismo Internacional de Especies Silvestres (plan Tifies). El CNA es centro colaborador oficial del Ministerio de Transición Ecológica en el marco de dicho plan, concretamente en la lucha contra el tráfico ilegal del marfil. Las determinaciones de 14C pueden ser utilizadas desde un punto de vista forense en dicha lucha.

8.      El CNA dispone de una unidad de Radiofarmacia en el que se validan para uso de investigación clínica varios radiofármacos PET con 18F. Entre ellos podemos citar la [18F]Fluorotimidina ([18F]FLT), marcador de proliferación celular y el [18F] Fluoromisonizadol ([18F]FMISO), radiofármaco PET para el estudio de hipoxia, principalmente útil en planificación radioterápica. La Unidad de Radiofarmacia del CNA es la primera unidad no hospitalaria que obtuvo la autorización por parte de la Consejería de Salud de la Junta de Andalucía, lo que posibilita el uso clínico de los radiofármacos PET generados en la unidad de Radiofarmacia del CNA en fase de investigación.

9.      Es importante por último destacar la colaboración de la Unidad de Diagnóstico por Imagen Molecular del CNA, con personal del SAS, por el que más de 1000 pacientes al año se benefician de las técnicas de imagen PET/TAC para el diagnóstico del cáncer que se aplican en el Centro.

Como hemos podido ver son muy diversas las aplicaciones e investigaciones que se realizan en el CNA, teniendo todas ellas un mismo objetivo: son desarrolladas en busca de ofrecer un servicio a la sociedad que es la que hace posible la existencia del centro.