Con sus 73 metros de altura, la torre de hormigón del TANDAR se convirtió un ícono urbano de la avenida General Paz, en el límite entre la Ciudad de Buenos Aires y la provincia de Buenos Aires. Pero es mucho más que eso: alberga un acelerador de partículas, una especie de “mini máquina de Dios” en la cual se pueden energizar núcleos de átomos de cualquier elemento de la tabla periódica, como el oxígeno o el uranio. También sirve para simular las reacciones que ocurren dentro de las estrellas o para reproducir las partículas que circulan en el espacio más allá de la atmósfera terrestre.

El TANDAR se encuentra en el predio del Centro Atómico Constituyentes de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), en la localidad bonaerense de Villa Maipú. Es un avanzado centro de investigación básica y aplicada único en el país, que contribuye al desarrollo científico en campos como la física, la ciencia de los materiales, la medicina y la biología.

La historia de este acelerador de iones pesados se remonta a 1977, cuando la CNEA contrató a la firma estadounidense Electrostatics International Inc. para que lo construyera. Argentina desarrolló la ingeniería conceptual para las obras locales, incluyendo las de la emblemática torre, el tanque de presión y el sistema de trasvase y almacenamiento de hexafluoruro de azufre. Las obras empezaron a fines de 1979 y en septiembre de 1985 se experimentó con el primer haz de iones. La inauguración oficial fue en 1986, tras la publicación del primer trabajo de investigación.

Los aceleradores de partículas, como el TANDAR, se utilizan para conocer la estructura nuclear de la materia y los mecanismos de interacción entre dos núcleos atómicos, en lo que se conoce como investigación básica. “También se los usa para investigación aplicada y en temas de ciencia de materiales, radiobiología y problemas ambientales, entre muchos otros, cuando se analiza de qué manera afectan a una muestra los haces de partículas aceleradas que la impactan”, explica el subgerente de Tecnología y Aplicaciones de Aceleradores, Andrés Kreiner. Además, destaca que, por sus dimensiones, el TANDAR es un acelerador único en Latinoamérica.

El tanque donde se aceleran las partículas está dentro de la monumental torre. Los núcleos de los átomos llegan hasta casi un 10 por ciento de la velocidad de la luz y se utilizan para realizar investigaciones y experimentos de física nuclear. Los haces son derivados a un laboratorio que se encuentra en la base de la torre, donde hay equipamiento de avanzada, como un microscopio nuclear.

Una de las aplicaciones del TANDAR es su uso como espectrómetro de masas: con haces de iones se individualizan los radioisótopos o átomos radioactivos presentes en una muestra. Este método tiene mucha sensibilidad, con bajísimos límites de detección, ya que permite contar los átomos uno por uno. Cada radioisótopo brinda información sobre un proceso de la naturaleza. Por ejemplo, el berilio-10 ofrece datos sobre procesos geológicos y el iodo-129 o el uranio-236 sobre la contaminación en el medioambiente.

En el campo de la medicina, el acelerador permite estudiar con un haz externo los efectos de la radiación en material biológico, como cultivos de células. Además, los haces de iones se utilizan para mejorar las propiedades de polímeros para prótesis.

Por otra parte, en el TANDAR se realizan pruebas sobre los paneles solares para satélites que arma la CNEA. El acelerador sirve para reproducir las condiciones a las que estarán sometidos en el espacio para verificar su degradación y poder predecir cuál será su vida útil.

Al mismo tiempo, en las instalaciones se forman tanto técnicos como científicos y muchos investigadores utilizan el TANDAR para capacitarse y realizar ensayos en el marco de sus tesis de grado y posgrado.

Cómo funciona un acelerador de partículas

Dentro de la torre del TANDAR hay un tanque donde se aceleran distintos tipos de iones, que son átomos con carga eléctrica. Esto se logra porque, en lo alto de esa torre, hay una fuente de iones negativos que le suma un electrón extra a los átomos.

Con campos eléctricos, estos iones son dirigidos a un electroimán que los desvía, seleccionando su masa. Un nuevo campo eléctrico de 200 mil voltios los introduce al acelerador principal. En el centro de éste, un potencial eléctrico de millones de voltios positivos atrae los iones negativos, imprimiéndoles gran velocidad. En ese punto atraviesan una delgada lámina que les retiene el electrón extra y muchos de los electrones propios.

Los iones, convertidos ahora en positivos, son repelidos por el potencial eléctrico, ganando aún más energía. Así acelerados, son desviados por un segundo electroimán, que selecciona con precisión su energía y los dirige a las salas experimentales. Allí, impactan en un blanco o muestra para que los científicos puedan estudiar cuál es la reacción o efecto que se produce. Alrededor del blanco hay detectores que identifican los nuevos núcleos producidos en estas reacciones y deducen los mecanismos mediante los que estos fueron formados.