Révolutionner la recherche atomique : la nouvelle installation ESS à Lund

Science -L'installation de recherche est désormais terminée et les premières expériences devraient débuter en 2026 par des chercheurs étudiant la science des matériaux, la chimie, la physique et la biologie.

La ville suédoise de Lund abrite un centre de recherche atomique révolutionnaire : la source européenne de spallation (ESS). Conçu par les studios danois Henning Larsen et Cobe, ESS est salué comme le premier centre de recherche durable. L’installation vise à approfondir la matière à l’échelle atomique en utilisant une source d’ions qui propulse les protons à une vitesse étonnante de 96 % de celle de la lumière. Ce projet pionnier, fruit d'une collaboration européenne, a achevé sa phase de construction. Actuellement, l'installation et les tests des instruments sont en cours. D’ici 2026, cet établissement de pointe sera pleinement opérationnel, éclairant de nouvelles perspectives sur les structures moléculaires et les caractéristiques matérielles de notre monde.

Au cœur de l’ESS se trouve une approche révolutionnaire de la recherche basée sur les neutrons. Au lieu de s'appuyer sur la fission nucléaire, l'ESS utilise une technique connue sous le nom de « spallation ». Ce processus consiste à envoyer des protons sur un disque cible en tungstène solide à une vitesse proche de celle de la lumière, ce qui entraîne la libération de neutrons « libres ».

Ces neutrons, libérés de leurs structures atomiques, deviennent alors de précieux outils pour les chercheurs. En dirigeant ces neutrons vers divers matériaux, les scientifiques peuvent explorer les structures atomiques et moléculaires de ces matériaux. Cette idée peut conduire à une compréhension plus approfondie des propriétés qui régissent notre monde matériel.

La technologie de spallation offre un avantage significatif par rapport aux méthodes de recherche traditionnelles basées sur les neutrons. Les méthodes traditionnelles reposent sur des réacteurs nucléaires, qui produisent des neutrons par le processus de fission nucléaire. Cette approche nécessite souvent des mesures de sécurité étendues et pose d’importants défis en matière d’élimination des déchets.

En revanche, la spallation est une méthode de production de neutrons plus propre et plus efficace. Il n’implique pas de réaction nucléaire en chaîne, les risques associés à la fission nucléaire tels que la radioactivité et les déchets nucléaires sont donc absents. Cela fait de l’ESS un environnement plus sûr pour les chercheurs et réduit considérablement l’impact sur l’environnement.

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Grâce à l’installation ESS, les chercheurs auront accès à des faisceaux de neutrons jusqu’à 100 fois plus brillants que ceux produits par les installations existantes. Cette valorisation ouvrira la voie à de nouvelles découvertes dans une multitude de domaines scientifiques.

Les faisceaux de neutrons sont particulièrement utiles pour étudier les matériaux au niveau atomique et moléculaire, fournissant des informations détaillées sur leur structure et leur comportement. Cela pourrait conduire à des progrès dans des domaines tels que la technologie des batteries, la médecine, la technologie environnementale et même la physique fondamentale.

Par exemple, en étudiant la structure atomique de nouveaux matériaux, les scientifiques peuvent développer des batteries plus efficaces pour les véhicules électriques. Dans le domaine de la médecine, les faisceaux de neutrons pourraient être utilisés pour sonder la structure des protéines, contribuant ainsi au développement de nouveaux médicaments et traitements.