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11/10/17

Brasil terá acelerador de última geração

Em plena crise econômica, está em andamento um ousado projeto científico brasileiro. Trata-se do Sirius, um acelerador de partículas de ponta, em construção no Polo de Alta Tecnologia de Campinas, ao lado do Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS), gerenciado pelo Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), organização social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC).

São 68 mil metros quadrados de área construída, que abrigarão o equipamento que possui 518,4 metros de circunferência, com dezenas de estações de trabalho de onde poderão ser estudadas amostras das mais variadas, de forma mais eficiente. Isso porque, mais do que um acelerador de partículas, o Sirius gerará a já conhecida luz síncroton, mas de altíssima qualidade, com feixe extremamente pequeno, de altíssimo brilho e com ondas mais intensas e maiores. O único equipamento no mundo que se iguala é o Max IV da Suécia, em funcionamento desde 2016.

Foi em 2009 que o Ministério da Ciência e Tecnologia liberou os primeiros R$ 2 milhões ao projeto. Em 2012, já com o nome Sirius – em referência a uma estrela de grande brilho da constelação de Canis Major –, o comitê internacional formado para avaliar o projeto recomendou um patamar mais sofisticado, o que hoje é classificado como quarta geração. No ano seguinte, foi adquirido o terreno e em 2015 começaram as obras de fato. “A mudança de terceira para quarta geração, apesar de representar um custo maior, foi avaliada como positiva, já que os ganhos serão muito maiores. Escolher não evoluir significaria construir algo que já estava ficando ultrapassado”, explica o físico Antônio José Roque da Silva, diretor do Projeto Sirius, que já consumiu R$ 781 milhões. O custo total será de R$ 1,8 bilhão. Os recursos são oriundos do Programa de Aceleração do Crescimento (PAC).

Roque menciona que foi graças ao acúmulo de conhecimento técnico que se obteve tecnologia genuinamente nacional para construir o Sirius, cujos componentes são em grande parte de fabricação brasileira (85%). Esse conhecimento vem desde o primeiro acelerador brasileiro, em 1997, que começou a ser planejado dez anos antes, em funcionamento até hoje. Segundo ele, o equipamento é de segunda geração, com características de terceira, perfil da maior parte dos aceleradores existentes, e o único desse tipo na América Latina.

Histórico
Surgidos no início do século XX para estudar a estrutura das matérias, os primeiros aceleradores eram lineares e circulares. Passaram a ser chamados de síncroton por manterem estável a trajetória dos elétrons, partículas usadas nos experimentos. Mantido na posição correta por impulsos, o elétron atinge velocidade similar à da luz. São diversos empurrões que vão ocorrendo, de forma coordenada, inclusive com os campos magnéticos criados por ímãs, que fazem os elétrons se moverem em circunferência.

Mais tarde, os pesquisadores perceberam a emissão de radiação quando os elétrons fazem a curva nos ímãs. São geradas luzes infravermelha, ultravioleta e até de raio-x, capazes de incidir em materiais para coletar informações, como explica Roque: “Os pesquisadores pediram para os físicos de partículas abrirem, na câmara de vácuo do acelerador, um buraco para extrair essa radiação, chamada luz síncroton, e coletá-la numa linha de luz.”

A primeira geração fez uso parasita de um acelerador. Depois, Estados Unidos, Inglaterra, França, Itália e mais adiante o Japão construíram, em 1970 e 1980, os aceleradores de segunda geração para extrair a luz síncroton, com maior quantidade possível de linhas de luz, com possibilidade de regular brilho e estabilidade. Na sequência, foram criados os dispositivos de inserção: novos conjuntos de ímãs inseridos no acelerador, sem afetar a órbita global, mas que geram radiação mais controlada e com brilho maior. Com isso, surgiu a terceira geração no final dos anos 1980.

A partir daí, começa uma busca por diminuir o tamanho do feixe de elétrons e aumentar o brilho, o que significa ampliar a coerência da radiação e melhorar o resultado. “Está cada vez mais parecido com um laser, que permite gerar imagens tridimensionais, que possibilitam gerar a parte estrutural do material em 3D. É possível superpor essas informações e ter resultados estruturais, organizacionais, bem como os elementos químicos”, conta Roque.

O novo acelerador contribuirá para a nanotecnologia, desenvolvimento de novos materiais e até de novas técnicas de análise. A expectativa é que o primeiro feixe de luz seja emitido em 2018 e que as 13 linhas de luz previstas estejam prontas em 2020.

* Do jornal Engenheiro*, publicação da Federação Nacional dos Engenheiros (FNE), Edição 185, outubro de 2017. Por Deborah Moreira

 

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