Pregúntele al observador: ¿Qué sucede en el laboratorio de investigación de radiación? // El observador

Bella Laufenberg | lunes, 5 de diciembre de 2022

Escrito por Bella Laufenberg, con contribuciones de Peter Breen y Spencer Kelly.

El Laboratorio de Investigación de Radiación es una presencia enigmática en el campus de la Universidad. El imponente pero anodino edificio, situado entre la biblioteca de Hesburgh y el estadio de Notre Dame, tiene tres pisos de altura en Library Lawn, desconcertando a muchos de los que pasan caminando.

Inicios nucleares

El Edificio de Investigación de Radiación se construyó en 1963, pero el laboratorio en realidad se fundó mucho antes, remontándose a la época del Proyecto Manhattan. Notre Dame, que data de antes de la década de 1940, fue una de las universidades pioneras en desarrollar sus propios aceleradores de partículas.

Debido a la falta de fondos y recursos, los físicos de Notre Dame George Collins y Edward Coomes, junto con el profesor de ingeniería eléctrica José Caparo, se propusieron construir su propio acelerador de partículas en 1935. Esta gran pieza de maquinaria, anteriormente conocida como "destructor de átomos", " se alojó en el Cushing Hall of Engineering, que hoy se combina con el Fitzpatrick Hall of Engineering cerca de DeBartolo Hall.

En 1941, se construyó un segundo acelerador de partículas en el Science Hall, que ahora es el sótano del Centro de Estudiantes LaFortune, y el tercero se colocó en el entonces recién construido Nieuwland Hall en 1935. Sin embargo, la finalización del segundo acelerador de partículas coincidió con la comienzo de la Segunda Guerra Mundial, por lo que el gobierno de los EE. UU. lo notó rápidamente. Científicos de otras universidades, como la Universidad de Chicago, donde trabajaron muchos investigadores del Proyecto Manhattan, llegaron a Notre Dame para trabajar con estos aceleradores de alta tecnología.

Los investigadores tomarían el tren de la línea South Shore hasta la Universidad, expulsando a todos los estudiantes del pasillo mientras realizaban sus experimentos. Existe un debate sobre si los experimentos se realizaron al amparo de la noche o durante el día, pero se sabe que el acelerador de partículas Science Hall se utilizó en experimentos para desarrollar la bomba atómica.

Después de la guerra, los investigadores de Notre Dame recurrieron a usos de la radiación nuclear más libres de conflictos. El Laboratorio de Radiación, como se le conoce ahora, fue establecido por primera vez en 1949 por investigadores del equipo de laboratorio del Proyecto Manhattan de la Universidad de Chicago. Alrededor de esa época, a fines de la década de 1950, el grupo se conocía con el nombre de "Proyecto de química de radiación". Esto se transformó en el "Proyecto de Radiación", y finalmente, el "Laboratorio de Radiación" nació en 1960.

Sin embargo, la investigación aún se basaba principalmente en el sótano del Science Hall, junto con estas nuevas empresas y el nuevo liderazgo bajo Milton Burton condujeron a la construcción del Edificio de Investigación de Radiación en 1963 en un terreno arrendado a la Universidad.

Transformación Pacífica

Después de que se terminó el Edificio de Investigación de Radiación, la investigación de energía nuclear en la Universidad explotó. Este laboratorio de última generación tiene tres pisos de altura con un sótano completo útil para almacenar grandes dispositivos experimentales. Tiene un área de aproximadamente 64,000 pies cuadrados, más grande que la Casa Blanca.

La edición de verano de 1962 de la revista Notre Dame anunció el nuevo edificio y dijo que "la construcción es novedosa y emocionante y promete ser arquitectónicamente muy impresionante".

Todo el edificio fue propiedad y fue financiado por el Departamento de Energía de EE. UU. hasta el 1 de noviembre de 2022, cuando se convirtió oficialmente en propiedad de Notre Dame. El laboratorio todavía recibe alrededor de $ 4 millones de fondos del gobierno anualmente.

El Laboratorio de Radiación todavía posee y usa aceleradores de partículas hasta el día de hoy, con tres de ellos ubicados justo afuera de la pared exterior del edificio bajo tierra. Los aceleradores, uno lineal y dos Van de Graaff, se utilizan para disparar radiación a las muestras, de modo que los científicos puedan analizar los efectos de la radiación en varios experimentos. El laboratorio también posee actualmente tres fuentes directas de material radiactivo, cada una encerrada en pulgadas de plomo.

Jay LaVerne, profesor concurrente de física e investigador del laboratorio de radiación, explicó que la Universidad posee "al menos" siete aceleradores de partículas en total en este momento. De los cuatro que no están en el laboratorio, tres están en el departamento de física y uno está ubicado a una milla bajo tierra en una mina en Dakota del Sur, para examinar las reacciones sin la radiación cósmica adicional del sol.

El actual director del laboratorio, Ian Carmichael, dijo que aunque el laboratorio alberga los aceleradores y otras fuentes de radiación, es completamente seguro para el público.

"Cuando [los aceleradores] están encendidos, la radiación está encendida. Pero cuando están apagados, la radiación está apagada", explicó. "No son fuentes de radiación a largo plazo".

Aunque el edificio es seguro y los aceleradores están alojados en pies de hormigón y tierra, quedar atrapado junto a un acelerador en marcha es fatal, al igual que estar expuesto al material radiactivo situado en el sótano.

LaVerne le dijo en broma a The Observer que las personas abandonan el edificio de manera segura.

“Sé que hay un rumor de que la gente entra al laboratorio y no puede salir, pero eso no es cierto”, aseguró.

También mencionó una broma corriente cada invierno, en la que un estudiante construye un muñeco de nieve fuera del laboratorio con dos cabezas, como si se hubiera transformado por la radiación.

Además de lo que ocurre fuera del laboratorio, el edificio es el hogar de muchos científicos de radiación famosos como Prashant Kamat, especialista en procesos de transferencia de carga y conversión de energía, quien fue nombrado uno de los 50 mejores químicos por Research.com y clasificado en el puesto 31 entre los químicos de EE. UU. y 45 en la clasificación mundial, dijo la autora Rebecca Hick en el anuncio de Notre Dame. Durante sus 44 años en la Universidad, LaVerne, quien recientemente fue incluido en la clase inaugural de Radiation Research Society Fellows, ha trabajado en innumerables proyectos, principalmente relacionados con la seguridad de los reactores nucleares.

"Nos ocupamos de los reactores: ¿Qué tan seguros son? ¿Podemos hacer que funcionen mejor? ¿Podemos hacer que duren más? Muchos de los reactores que existen hoy en día están llegando al final de su vida útil. [El Departamento de Energía] quiere extender sus vidas. Entonces, ¿podemos hacer eso de manera segura? preguntó.

Cuando se le preguntó cómo trabaja con reactores nucleares sin estar cerca de uno, LaVerne explicó que usan celdas de alta presión para calentar el agua hasta las temperaturas del reactor y, a su vez, estudian la química específica a esas temperaturas.

LaVerne también tiene proyectos paralelos en los que trabaja con radiación en el espacio y en rocas lunares, y dice que se comunica regularmente con empresas como SpaceX, que intenta enviar humanos de regreso a la Luna y Marte.

Detrás de las Ciencias

El caballo de batalla detrás de muchos de los principales descubrimientos del laboratorio de radiación son sus dos talleres: el taller científico de soplado de vidrio y el taller de máquinas.

El taller de máquinas está ubicado en el sótano del laboratorio. Abarca dos grandes salas que albergan una amplia variedad de herramientas técnicas, como amoladoras planas, taladradoras, sierras, equipos de soldadura, tecnología CNC y un láser de CO2. Los proyectos en el taller incluyen impresión 3D, diseño CAD, grabado láser, consulta de máquinas, montaje y alteraciones de instrumentos.

El taller está a cargo del gerente del programa Joe Admave, que es un tipo específico de artesano profesional, denominado "jornalero". Trabaja en muchos proyectos diferentes, tanto dentro como fuera del laboratorio, que es su parte favorita del trabajo.

"Mi parte favorita de [el trabajo] es que nunca sabes lo que va a atravesar esas puertas", dijo. "Es algo nuevo todos los días".

Admave ha dirigido la tienda durante unos 11 años y, con el consentimiento de LaVerne, se autodenominó "unicornio".

"Soy como un aprendiz de todos los oficios", explicó. "Es muy raro encontrar a alguien experto en todos estos oficios hoy en día".

El taller de soplado de vidrio, por otro lado, está ubicado en el primer piso y está dirigido por el soplador de vidrio de renombre nacional Kiva Ford, quien tiene un título universitario en soplado científico. Al igual que con el taller de máquinas de Admave, Ford ha estado en el laboratorio durante varios años y trabaja en una gran variedad de proyectos tanto dentro de la Universidad como a nivel nacional. Su taller técnico alberga una tronzadora de precisión en húmedo, una lijadora de banda en húmedo, una taladradora de corcho, un torno de soplado de vidrio ESA-P y un horno de convección de grandes dimensiones. Crea de todo, desde tubos de ensayo para la detección de partículas hasta celdas ópticas para la investigación de la materia oscura.

LaVerne señaló que las tiendas fueron fundamentales en muchos avances importantes en el laboratorio.

"Para lograr una ciencia novedosa, es necesario tener un equipo científico novedoso", dijo. "Muchos de nuestros descubrimientos no habrían sido posibles sin [las tiendas]".

Póngase en contacto con Bella en [email protected].