The Magurele laser, a project with record financing of 293 million Euro, will be ten times stronger than the most high performance laser in the world. If the project is successful, in a few decades a laser will be able to do the work of a huge particle accelerator. Traian Basescu is going to Brussels on Friday to lobby for a step up in procedures to approve the project.

What else could the laser do?  “An interesting application is being able to determine the ratio between useful and useless uranium,” says Nicolae Zamfir, head of the Horia Hulubei Institute for Physics and Nuclear Engineering. Such a result would have immediate economic implications. While uranium 238 is completely useless, uranium 235 is the one used in reactors for the generation of nuclear energy.

The laser could also be used to neutralize nuclear waste. In Romania, radioactive waste from the Magurele reactor is stored at Baita Bihor and part of it was transported to Russia. States like Germany, which have decided to largely give up nuclear energy, still have thousands of nuclear waste containers that need storage.

Another immediate application would be in medicine. Hospitals with big budgets are currently buying accelerators for proton therapy. The machines send a beam of accelerated protons into the tissue, accurately destroying ill cells without affecting the others. The Heidelberg University Hospital, for instance, has such a machine, which costs 100 million dollars. Laser-based technology however becomes cheaper quite fast and could be widely used, Zamfir says.

The Extreme Light Infrastructure (ELI) project is conducted by three states: the Czech Republic, Hungary and Romania.

The Czech part of the project is called Beam Lines, which will have applications for the study of materials and life sciences.

In Hungary, it is called Attosecond Facility, and the laser will have the purpose of generating and studying very short beams, whose duration is measured in attoseconds (an attosecond is one billion billions times shorter than a second).

The Romanian project is called ELI-NP, NP comes from Nuclear Physics, and will act on electrons and ions in a material, accelerating the particles to speeds close to the speed of light.  

 

CEL MAI MARE PROIECT ştiinţific din România ! LASERUL de la Măgurele schimba lumea

Laserul de la Măgurele - proiect care beneficiază de o finanţare-record în valoare de 293 de milioane de euro - va fi de 10 ori mai puternic decât cel mai performant laser care există acum în lume. Dacă proiectul reuşeşte, peste câteva zeci de ani, un laser va putea face treaba unui accelerator de particule uriaş. Cel de la Geneva se află într-un tunel cu diametrul de 27 de kilometri. Laserul încape într-o clădire de câteva zeci de metri pătraţi. Traian Băsescu se duce vineri la Bruxelles şi va face lobby pentru accelerarea procedurilor de aprobare a proiectului.

Ce ar mai putea face laserul? "O aplicaţie interesantă este să reuşim determinarea reportului dintre uraniul util şi cel nefolositor", spune Nicolae Zamfir, directorul Institutului de Fizică şi Inginerie Nucleară "Horia Hulubei". Un astfel de rezultat ar avea implicaţii economice imediate. În timp ce uraniul 238 (un izotop al uraniului) este complet nefolositor, uraniul 235 (un alt izotop) este cel folosit în reactoare, pentru producerea de energie electrică, de exemplu.

Laserul ar putea fi folosit şi  în domeniul deşeurilor nucleare. Aceste deşeuri au un timp de neutralizare foarte îndelungat, de mii de ani chiar. De aceea, aceste deşeuri sunt ţinute în depozite uriaşe şi atent izolate. Cu laserul, cercetătorii pot transforma, prin iradiere, nucleele radioactive în nuclee cu un timp de înjumătăţire (în sensul neutralizării) mai mic.

În România, deşeurile radioactive rezultate din reactorul de la Măgurele sunt depozitate la Băiţa Bihor. Combustibilul periculos a fost de asemenea transportat în Rusia. Însă, state ca Germania, care au decis să renunţe în mare parte la energia nucleară, au mii de recipiente cu deşeuri nucleare care trebuie depozitate.

O altă aplicaţie imediată ar fi în medicină. În prezent, spitalele cu mulţi bani cumpără acceleratoare pentru protonoterapie. Pe scurt, aceste maşini trimit un fascicul de protoni acceleraţi într-un ţesut, cu scopul de a distruge cu precizie o celulă bolnavă, fără a le afecat şi pe cele din jur. Astfel de acceleratoare au migrat de pe hârtie în practică, iar Siemens a construit astfel de aparate. Spitalul Universitar din Heidelberg, de exemplu, are un astfel de aparat, pentru simplul motiv că această unitate medicală din Germania şi-l permite. Costul aparatului este de 100 de milioane de dolari.

"Este un preţ pe care spitalele din multe state europene nu şi-l pot permite şi care nu va scădea semnificativ de-a lungul timpului. Gândiţi-vă: 100 de milioane de dolari pentru un singur spital. Ce să mai vorbim de România? În schimb, preţul aparatelor care folosesc laser scade foarte rapid. Un banal pointer costa zeci de mii de dolari în anii 60, acum e doi lei", spune Zamfir. Tot în medicină, laserul ar putea facilita producerea de radioizotopi de mare importanţă în medicină. Radioizotopii (produsele radiofarmaceutice) servesc, în medicină, la diagnosticarea şi tratarea neinvazivă a unor boli grave şi des întâlnite, precum cancerul sau bolile cardiovasculare. Moleculele biologice marcate cu radioizotopi medicali se numesc şi „marcatori” pentru că, administrate în cantităţi foarte mici, ne permit să urmărim anumite procese biologice.

Extreme Light Infrastructure (ELI) este un proiect derulat în trei state din UE: Cehia, Ungaria şi România.

În Cehia, se va implementata proiectul (pilonul) numit Beam Lines. "Vorbim de aplicaţii ale fasciculelor secundare", spune Nicolae Zamfir. Atunci când laserul interacţionează cu materia se produc şi raze X, de exemplu. Proiectul cehilor va avea aplicaţii în studiul materialelor şi în ştiinţelor vieţii.

În Ungaria, proiectul poartă numele de "Attosecond Facility". Cercetătorii maghiari vor dezvolta laserul cu scopul precis de a obţine şi a studia fascicule extrem de scurte. Mai exact, vorbim de fascicule a căror durată se măsoară în atosecunde. O atosecundă reprezintă o unitate de timp de un miliard de miliarde de ori mai mică decât secunda.

Proiectul din România poartă numele de ELI-NP. NP vine de la Nuclear Physics (Fizică Nucleară). Puternicul laser va acţiona asupra electronilor şi ionilor dintr-un material, aceste particule urmând să fie accelerate cu viteze apropiate de cea a luminii.

Faţă de Cehia şi Ungaria, unde studiile se vor face exclusiv pe lumină vizibilă, în România vom avea atât lumină vizibilă, cât şi lumină invizibilă. Mai exact, vorbim de razele gamma, care sunt unde electromagnetice de frecvențe foarte mari produse de interacțiuni între particule subatomice, cum ar fi la dezintegrările radioactive sau la ciocnirea și anihilarea unei perechi electron - pozitron. Pe baza acestor raze, au fost dezvoltate metode de diagnoză în diferite afecţiuni, una dintre cele mai interesante ajutând la diagnosticarea extinderii cancerului în organism. Totuşi, razele sunt atât de puternice încât pot scinda, "sparge" molecula de ADN, în cazul expunerii îndelungate.