Neutrones para la sociedad. Conmemoración del 33 aniversario del Centro Nuclear de la Sociedad.

Entrevista con Jaime Fernández-Baca (ORNL, Estados Unidos) y Eduardo Ísmodes (PUCP, Lima, Perú)

En el programa de Encuentro por la Ciencia hoy es un día especial para la gente que se dedica al campo nuclear. En este momento es el 33 aniversario del Centro Nuclear de Huarangal (RACSO), fue inaugurado el 19 de diciembre de 1988. Ese año regresaba de los Estados Unidos, la tarea era ¿qué hacemos con este reactor? Entre otras cosas hicimos, talvez lo más fácil, la implementación de la facilidad de neutrografía. Posteriormente, también, quisimos hacer instrumentos para la difracción neutrónica, a fin de estudiar estructuras cristalinas de los materiales, pero no nos dieron recursos sustantivos. En esa época lo militares que dominaban el IPEN usaron los recursos, que adquirimos para los equipos, para aumentar un poco el sueldo de los profesionales que en ese tiempo eran muy bajos. Ahí nos quedamos hasta ahora, aunque se trató de hacer cosas no se disponía de recursos. Ahora estamos después de 33 años.

Jaime Fernández Baca trabajó en el IPEN se fue a los Estados Unidos. Ha hecho una excelente carrera, tiene muchas publicaciones en el uso de neutrones al estudio de materiales. Claro el reactor de Huarangal es de flujo mediano. Jaime, con seguridad, conoce varios reactores donde ha trabajado este tema.

En primer lugar, quiero agradecer la aceptación a la invitación para conmemorar el 33 aniversario del centro nuclear, que junto con Eduardo Ismodes ingeniero estrella de La Católica, vamos a preguntarle cosas; porqué Eduardo, porque uno de los sueños que teníamos cuando regresábamos del extranjero era  que el reactor es una fuente de neutrones que sirve para estudiar muchas cosas y quiénes tendrían que estudiar no necesariamente era la gente que trabajaba en el centro nuclear sino también en las universidades. En los países desarrollados se produce una reunión donde se reparte el tiempo de máquina para las universidades; consecuentemente van una o dos semanas para hacer sus experimentos y regresan con sus datos a tratarlo en su lugar. Acá (en el Perú) las universidades no van al centro nuclear, por eso está Eduardo para que nos explique por qué no van.

Entonces, Jaime cuéntanos, ¿cómo funcionan en los EE. UU?, ¿cómo debería funcionar un reactor como este, para darle un uso óptimo en un país con pocos recursos, que le ha dedicado buena plata para la construcción del mismo? 

JFB. Muchas gracias Modesto es un gusto enorme estar aquí con Eduardo para poder discutir estos temas. El problema es bien complejo porque las instalaciones como los reactores son instalaciones que cuestan mucho, y requieren una inversión muy grande del Estado, pero la justificación de esa inversión es que sea de beneficio para la comunidad científica y para la comunidad en general. O sea, el planteamiento del beneficio de tener estas instalaciones nucleares no es solo para pocas personas que trabajan en el IPEN, o trabajan en un instituto nuclear, sino que, en el caso de los neutrones es un beneficio que se extiende a todos los investigadores de universidades e institutos de todo el país y del mundo.

Este es un modelo que fue creado en Europa, como tú conoces, fue realmente promulgado por el centro nuclear de Grenoble en los años setentas, la idea es que era una inversión muy grande, que pusieron mucho dinero en la construcción de instrumentos y una infraestructura científica que, en el caso de Grenoble, estaba disponible no solamente para Francia, sino para toda la comunidad europea. Así, la idea era que tal infraestructura sea de utilidad para mucha gente. Así venían gente de Inglaterra, Francia y Alemania, luego se fue extendiendo a otros países.

EEUU estuvo de espaldas a ese concepto, sin embargo, por los 90s comenzaron a lanzar la idea que estas inversiones del gobierno debían ser para beneficio de todos; es lo que lo llamaron instalaciones para usuarios. O sea, la gente, como tú dijiste, de las universidades pueden aplicar para hacer experimentos a estos lugares sin costo.

El rol de lugares como el que yo trabajo, el laboratorio de Oak Ridge (ORNL: Oak Ridge National Laboratory), es mantener y administrar estas instalaciones, pero son para el uso de la comunidad científica en general. Ha habido no solo personal de los EEUU, hemos tenido gente de todo el mundo, por lo menos tuvimos un peruano de la UNI, quien fue a hacer experimentos, y ya que hablando de recursos, este físico peruano vino con sus propios recursos, el pagó su pasaje, pagó su estadía, para poder hacer un experimento y aprovechar de esta instalación. Esta es una ilustración de la falta de apoyo que hay en el Perú para hacer investigación; en condiciones más ideales este viaje debía haber sido financiado por la universidad, porque era parte de su trabajo de investigación. Este ejemplo es la descripción perfecta de la situación que existe en el Perú.

MM. Efectivamente cuando regresé me quedé sorprendido, que cuando uno era invitado a una conferencia en el extranjero, era considerado como un lujo que tenía que pagar el alumno o el profesor, hacer sus gestiones, esto no tenía lógica. Como ves Eduardo mi cerebro está lleno de cosas que no tienen lógica. Eduardo, cómo vez esto que se haya construido un reactor o una facilidad tan grande como el que tenemos acá y las universidades no se acercan a hacer experimentos, como lo han hecho en Grenoble, dicho sea de paso, yo hice mi tesis sobre fisión nuclear en Grenoble. Y cuando estuve en Julich, Alemania, haciendo dispersión de neutrones para ver cómo estaban atrapados los átomos del hidrógeno en una aleación absorbente de hidrógeno, desde Alemania nos fuimos a Grenoble, dos semanas a hacer el experimento. De modo que eso era bastante conocido para mí Jaime.

Pero acá en el Perú a unos cuantos kilómetros, no va nadie. Cuéntame Eduardo, ¿cómo ves esto?

EI: Lo que comentaba antes era “Perú país de desconcertadas gentes”, porque es una maravilla tener ese reactor, que no abundan en Latinoamérica, solo se disponen en Argentina (Bariloche, Eseiza) y Brasil (Sao Paulo), no hay en Ecuador, Colombia, Chile ni México.

Perú, país de desconcertadas gentes porque no nos encontramos; uno de los puntos críticos que he comentado es de cómo el Estado como grupo (institución) no sabe valorar o invertir adecuadamente en las universidades públicas, pero también hay pecados o errores cometidos en las universidades, nos hemos convertido en entidades dedicadas a la formación de profesionales, cosa que no está mal en sí, es parte de lo que hay que hacer, pero en la formación de profesionales con una mirada muy limitada. Lo que deberíamos entender es cuáles son las necesidades del país. Y acá tenemos una herramienta potentísima (el reactor), para temas como medicina o agricultura –por lo menos; entonces deberíamos tener abundancia de temas de investigación; pero como los empresarios tampoco conocen de esa posibilidad, no termina realizándose esa conexión entre Estado, con el IPEN y las empresas que podrían recurrir a resultados de las investigaciones, y las universidades con investigadores que  trabajan con ellos; no tenemos los marqueteros que convoquen a la gente de esas organizaciones para ver cómo nos combinamos para sacarle el jugo al reactor.

Cuando hablaba del pecado de la universidad, es que formamos a la gente para trabajar en forma individual no en equipo, entonces se mantiene esa lógica, cuando sales vas a instituciones y allí trabajas para tu grupo –tu gente- y no te contactas, eso es algo nuclear que tenemos que romper, para facilitar a que se formen clubes, asociaciones,  alrededor de temas de interés, alrededor de la energía nuclear; deberíamos tener pues una red de peruanos interesados en el tema, y en esa red deberían haber investigadores, gente del Estado, gente de las universidades, gente de la empresa, tratando de ver como se le saca el jugo a ese recurso disponible.

MM. Hace unas semanas entrevistamos al director de ciencias del CNRS, el gran centro de investigación científica francés, que dicho sea de paso es el que más publica, en el mundo más que las universidades. Le preguntamos, ¿cómo incentivar la creatividad en los científicos?

Respondió en el mismo sentido que tú estabas hablando, Eduardo, la mejor forma es que trabajen en equipo, porque solo no te salen las ideas; en equipo, conversando, discutiendo, las ideas surgen como flores. Claro hay gente en el Perú, donde, prevalece la tradición de encerrarse en sí mismos, o encerrarse en su grupo; en la universidad se reúnen gente de la misma facultad. Eso es totalmente opuesto a lo que sucede en el mundo, el ejemplo más grande es el CERN, donde hay gente de todos los países; hay miles de personas investigando en un tema. Cómo llegar a eso, tú has dado un gran ejemplo con el “e-quipu”, que está haciendo una gran labor de enseñanza, incluso en tu doctorado que has hecho en España hablas sobre este tema. Sería bueno que la gente lea eso, ¿dónde se consigue una publicación al respecto Eduardo?

EI. Te envío la dirección electrónica para que la descarguen vía tu canal, porque la versión escrita ya se agotó.

Aprovecho para comentar que en el IPEN habría que construir un club donde estén hasta escolares, allí hablaría gente como Jaime, debían estar gente curiosa, con ganas; de ahí tenemos que irnos a los colegios, por su puesto a las universidades también, y encontrar las conexiones, uno no tiene que ser físico nuclear para trabajar con el reactor, hay para temas de ingeniería industrial, agroalimentaria, medicina, veterinaria, en fin hay temas; entonces, talvez valdría la pena formar clubes de gente que conocen lo que se hace en todo el mundo, de lo que se puede hacer acá, así vamos rompiendo ese sectarismo, individualismo que tanto daño nos hace al país.

MM. Buena idea, de paso Eduardo y Jaime, acabamos en el IPEN de promover, e impulsar un curso que se va a iniciar el seis de enero, es un Curso Internacional de Física Nuclear, todos los jueves a las cinco de la tarde un profesional experto en física nuclear de algún campo va a dictar su clase de lo que sabe. Jaime seguro que ahora que sabe se integrará, para mayo porque hasta ahí ya está copado. Son físicos de varios países del mundo, Europa y otros lugares que dictan una clase para que la gente sepa para qué sirve la física nuclear.

MM. Muchas gracias Eduardo, ahora el tema es, vamos a suponer que JFB es nombrado jefe de este reactor, ¿qué se podría hacer con un reactor de 10 MW de potencia y un flujo de neutrones de 10 14 n/cm2/s ?, se que no se puede hacer la dispersión que tú dominas, ¿algo podemos hacer? Ahora que hay en el mundo equipamientos modernos más sensibles que los neutrones.

JFB. Hay dos barreras que existen que todavía impiden que el reactor sea productivo en estos campos, una es que el reactor funciona un tiempo limitado, muy pocas horas a la semana; y la segunda barrera es que, no ha habido inversión para instrumentación, infraestructura científica, para poder hacer el tipo de mediciones que son necesarias.

Porqué reactores, porque por medio de la fisión nuclear producen neutrones, son partículas que se pueden utilizar para investigar cosas que suceden a nivel atómico. Los neutrones fueron descubiertos en 1932 por Chadwick; como son neutras no hay ionización, por lo que pueden penetrar a los materiales, por ello son muy útiles. La idea es que puedes tener un instrumento que produce un haz de neutrones que penetra en el material de estudio. Los neutrones interactúan con los núcleos de los materiales, con su rede cristalina, se analizan lo neutrones salientes (proceso de dispersión), y se puede saber cuáles son las estructuras y la dinámica de los materiales. Los reactores en el mundo son de mediano y bajo flujo. El OIEA (Organismo Internacional de Energía Atómica) ha estado promoviendo el uso de estos reactores, para hacer investigación en dispersión de neutrones.

(Comparto la pantalla mostrando una publicación) Esta es una publicación que ha salido este año, se llama “dispersión de neutrones con fuentes de flujo neutrónico mediano y bajo”, esta publicación les recomiendo a todos, se puede bajar gratuitamente o comprarla. Fue producto de un grupo de investigadores de todo el mundo, no fui parte de ese grupo; pero el organismo me pidió que fuera uno de los consultores para ver el borrador que ellos habían escrito y hacer ciertas sugerencias, formamos un panel de expertos internacionales que revisaron el documento; el producto es este libro que se los recomiendo. El hecho es que hay una serie de técnicas de dispersión de neutrones, que se pueden usar en muchos aspectos de la física y de los materiales. Existe otra publicación un poco más antigua, pero es parte de un programa más coherente del organismo, que es para usar la neutrografía, la idea es usar haces de neutrones para hacer radiografía en materiales, son análogas a las radiografías de los rayos X, pero como los neutrones son sensibles a elementos de números atómicos menores, carbón, oxigeno, esa radiografía permite un grado de visibilidad que no te da los rayos X.

También les muestro otra referencia del OIEA que tiene un curso electrónico, se puede observar en esta imagen, es un caso muy bello, si tomas una radiografía de un proceso biológico o de una flor o una planta, si lo haces con los rayos X no se ve nada, porque los rayos X no interactúan mucho con la parte biológica carbón, oxígeno, los rayos X interactúan mucho con elementos como el calcio por eso los rayos X son buenos en radiografías de los huesos. Pero cuando estudias aspectos como el de una planta, que tienen elementos livianos los neutrones son fantásticos, se pueden ver cosas muy sutiles, se puede ver como el agua circula por la raíz absorbido por los alveolos de una planta. Este curso está disponible para todos.

Hay recursos para ayudar a los diferentes reactores nucleares pequeños de todo el mundo, y tener una idea de la instrumentación que se puede necesitar para estos casos.

En caso de difracción de neutrones se puede hacer un análisis estructural muy parecido a la difracción de rayos X y se puede hacer un análisis del tipo de materiales que existen en la muestra que estas usando. En el caso de neutrones no solo son sensibles al ordenamiento de los núcleos atómicos de la red cristalina, sino también son sensibles a los espines magnéticos de los electrones, entonces se puede utilizar para hacer un análisis de las estructuras magnéticas de los materiales, que son muy importantes para las funciones que ellos pueden otorgar. Por ejemplo, el caso de los dispositivos electrónicos, se puede analizar cuales son las estructuras magnéticas que existen en esos dispositivos.

O sea, es una técnica muy poderosa para estudiar ciencia de materiales; se puede estudiar defectos en aleaciones; también por otra técnica que se llama difracción por ángulos pequeños, se puede estudiar vacíos, y estructuras más grandes macromoleculares en los materiales. Muchas de estas cosas se pueden hacer en reactores de flujo mediano y pequeño.

Hay otras técnicas que demandan mayor flujo de neutrones, como son las cosas que hago, se llama la dispersión inelástica de neutrones, se pueden ver procesos dinámicos de ondas de espín, son excitaciones que nos pueden dar información de cuáles son las fuerzas intermoleculares, interatómicas de los materiales, que son las que finalmente deciden sobre las propiedades físicas de los materiales.

MM. Para eso se requiere más flujo y equipamiento

JF. Si se requiere más flujo y es más ambicioso. En la publicación señalada se sugiere cuáles son las técnicas más afines para rectores pequeños, para el caso de difracción hay una explicación del tipo de instrumentos que se requieren.

Recuerdo haber estado en el IPEN en Huarangal, vine en un grupo financiado por el OIEA, para hacer una recomendación al IPEN, del tipo de instrumentación que se requeriría, fui ahí que aprecié que el reactor solo funciona pocas horas a la semana, la necesaria para producir radioisótopos en la semana, y no está disponible para uso continuo. Dicho esto, no tendría objeto los estudios que he mencionado porque no existe la instrumentación científica necesaria.

Nuevamente señalo que falta una política coherente, se hace una inversión millonaria como esta para un reactor, pero no hay forma de seguir y mantener esa instalación de forma útil, que sea de beneficio no solo para la comunidad científica sino para la sociedad. Muchos de estos estudios que se pueden hacer son muy importantes para temas como ambiente, energía, salud, que benefician a la sociedad.

En Grenoble el emblema es neutrones para la sociedad. La idea es que la investigación que se puede hacer no solo es para la ciencia pura y satisfacer la mente de los físicos, sino son cosas útiles, por ejemplo, la radiografía de baterías, de hidrógeno, de litio, se pueden ver los procesos de carga y descarga de las baterías, el caso del ambiente, se pueden estudiar procesos de la absorción del carbón, calentamiento global del mundo vía el dióxido de carbón, se pueden estudiar procesos que involucran al carbón y cómo poder resolver el problema del ambiente.

La técnica de la dispersión de neutrones es muy poderosa, existe en muchas partes del mundo. Estábamos hablando de Argentina, allí se está construyendo el reactor RA-10 en Eseiza, el próximo año Buenos Aires va a ser la sede de la conferencia internacional de dispersión de neutrones,  sería una buena oportunidad para que peruanos pudieran tener una participación y ver cuáles son los planes de argentina; ellos también están progresando lentamente, no tienen tanto dinero, pero tienen planes para construir algunos instrumentos; creo que sería una buena oportunidad para tener una participación de entrenamiento y ver cuál es el programa que tienen ellos.

Así como en la educación hay falta de un plan global coherente, en el caso de la ciencia y la tecnología también, el Perú se beneficiaria de un plan en el cual las inversiones puedan ser a largo plazo y que haya un seguimiento. Eduardo mencionaba la cantidad de dinero que gasta el Estado y que al final se termina desperdiciando, porque no hay plan a largo plazo, no hay visión global que vincule las universidades con los institutos.

Aún en la universidad se nota una separación entre pregrado y posgrado, es decir no existe una visión global en las inversiones del Estado.

Y lo que falta también es convencer al Estado que es en beneficio de la sociedad, no solo para satisfacer el interés intelectual de cuatro gatos. Todo esto tiene un beneficio para la sociedad.

MM. Muy bien, interesante y claro, todos estamos convencidos de lo que tú señalas, falta pues una política global, que es uno de los objetivos de otro sueño que tenemos es la creación del ministerio de ciencia y tecnología (MCTI) que sería el llamado a hacer esa política en coordinación con todos los sectores. Las políticas se deciden desafortunadamente o afortunadamente en el consejo de ministros, allí se deciden los presupuestos, las políticas etc.  no hay otra instancia. Concytec es una oficina de segundo nivel, no tiene acceso a ese nivel de discusión. Ojalá pronto tengamos ese ministerio, y seguramente allí se va tener que decidir, para ello seguro se va a requerir la participación de ustedes, gente que tiene esta visión diferente a la que se escucha normalmente en los medios donde se ven debates inspirados más en fanatismos y controversias, pero no hay el análisis de fondo que señalen ustedes dos y es urgente.

Gracias por estar en este programa especial. Eduardo alguna pregunta a nuestro invitado.

EI: Quedo muy interesado en este asunto. En el Perú hay una empresa que investiga y genera conocimiento, NDT Innovations, sobre ensayos no destructivos que trabaja en todo el mundo (mitad de año en Perú y la otra fuera), pueda que a ellos les interese trabajar con el IPEN, trabajan con polietileno de alta densidad, por tanto, descubrir fallas en tuberías de grandes obras es vital, con neutrones se podría conseguir. No sé si en el congreso o en la política también se les podría interactuar con neutrones para cambiar de mentalidad, habría que ver. (jajajaja…).

MM. Nosotros hicimos esa facilidad en Huarangal, y creo no estar dando una infidencia de Estado; nosotros teníamos los famosos exsocet, de acuerdo al contrato no se podía desarmar. Así que en nuestra facilidad de neutrones se realizó algunas radiografías; los neutrones ingresan y se ve cómo están organizados internamente los plásticos, la pólvora etc. Los neutrones son un complemento de los rayos X. Actualmente la facilidad está paralizada. Sin embargo, ahora que regreso al IPEN de repente nuevamente vamos a reiniciar en él.

JFB. Modesto entonces la facilidad existe.

MM. Si claro, lo que quedó pendiente fue el de difracción, porque el dinero que se logró mediante un proyecto fue usado por la conducción de entonces en incrementar el salario de los trabajadores que estaban muy pobres. Ese fue el golpe final que me desanimó a seguir esforzándome en el laboratorio y empecé a promover una política que hasta ahora no paro.

Ahora vamos a reiniciar, la gente ya no está, tendremos que contratar gente especializada o interesada en eso.

Muchas gracias Jaime y Eduardo, esperemos que en este 33 aniversario del centro nuclear de Huarangal en el IPEN la gente se anime al escuchar esta conferencia, para que el sueño que se inició hace 33 años de aplicar la ciencia nuclear en beneficio de la sociedad se haga realidad.

Gracias amigos hasta pronto.

Lima, 19 de diciembre de 2021

Agradecimiento al Dr. Agustín Zúñiga (IPEN) por la edición de la entrevista.

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