No podcast 110 Histórias, 110 Objectos, um dos parceiros da Rede PÚBLICO, percorremos os 110 anos de história do Instituto Superior Técnico (IST) através dos seus objectos do passado, do presente e do futuro. Neste 29.º episódio do podcast, descobrimos o acelerador de Van de Graaff.

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Em 1961 um acelerador Van de Graaff chegava a Portugal com a capacidade de criar uma nova comunidade de Físicos. Instalado no edifício de Física do actual campus Tecnológico e Nuclear (CTN) do IST, antigo INETI e ITN, situado em Loures, era o primeiro passo para concretizar uma estratégia nacional de aproveitamento da energia nuclear utilizando recursos naturais. O acelerador, que traz o nome do investigador que o construiu e deu maior projecção à utilização destas máquinas [Van de Graaff – 1901-1967], instalado em Portugal atraiu para o país investigadores que haviam feito os seus doutoramentos no exterior e que deram início às suas carreiras científicas em território nacional.

Parte dos componentes do acelerador está já no Museu Nacional de História Natural e da Ciência da Universidade de Lisboa, tendo as outras peças sido recicladas para a nova versão que, a partir dos anos 90, passou a atingir energias mais elevadas. O laboratório onde se encontra o actual acelerador com cerca de quatro metros é também uma “mistura de equipamentos perfeitamente actuais, alguns do que melhor existe a nível mundial, com outros produzidos por este laboratório na década de 60”, como explica Eduardo Alves, investigador e director do Laboratório de Aceleradores e Tecnologias da Radiação do CTN.

A zona é reservada por questões de segurança, mas “todo o campo de radiação que existe e está a ser monitorizado em tempo real para sabermos qual a intensidade de radiação a que estamos sujeitos”. Por via das dúvidas – e sobretudo porque, no seu início de actividade, o acelerador ter trabalhado com feixes de neutrões com um poder de penetração enorme – os equipamentos estão dentro de um bunker, construído em betão com um metro de espessura. “Não há qualquer possibilidade de libertação de radiação para o exterior”, explica Eduardo Alves, que trabalha no laboratório desde 1981.

O acelerador é um equipamento eléctrico que permite acelerar partículas elementares - protões, electrões ou iões. Recorrendo a feixes de partículas, é possível estudar os mais diversos materiais para obter informação sobre a sua constituição. “Se quisermos saber qual o comportamento de um determinado material, quais as propriedades desse material, tem que se saber necessariamente de que é que esse material é feito e essa é a informação que nós podemos tirar com as técnicas nucleares que nós utilizamos aqui, usando o feixe de partículas”, detalha Eduardo Alves.

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Para conseguirmos medir, é necessário encontrar um instrumento de medida com dimensão daquilo que vai ser medido. Ou seja: “Se eu quiser medir átomos, terei que encontrar algo da dimensão do átomo, portanto usamos feixes de partículas para medir a presença dos átomos e da sua distribuição no interior dos materiais”, exemplifica.

E para que serve então o acelerador? “Para conseguirmos trabalhar com os potenciais eléctricos necessários para fazer a aceleração das partículas, não conseguimos atingir esses valores no meio ambiente, na atmosfera ambiente”. Ao transferir parte da energia dos nossos feixes para os átomos do material que está a ser analisado, projecta-se as partículas dos átomos para níveis de energia mais elevada, antes de voltarem novamente ao estado fundamental, de mínima energia. Após a passagem do estado excitado ao estado fundamental desses átomos, é emitido excesso de energia que adquiriram sob a forma de radiação. É essa radiação que é medida, quase como um raio-x. “É como se fosse o bilhete de identidade dos vários elementos químicos que existem na minha amostra”, explica-nos.

“No fundo, o que estamos aqui a ver é um brinquedo quando comparado com o que as pessoas ouvem falar em termos do CERN. A única diferença está na dimensão e na energia. Mas os princípios físicos básicos são os mesmos”, explica o investigador, referindo-se ao LHC - Large Hadron Collider, o maior acelerador de partículas do mundo, no Laboratório Europeu de Física de Partículas (CERN), na Suíça.

Este pequeno acelerador tem um potencial de investigação em áreas tão distintas como a detecção da autenticidade de obras de arte e metais preciosos, o estudo dos materiais utilizados na electrónica, assim como no diagnóstico e tratamento de doenças.

Com mais de cinquenta anos de vida, o acelerador é testemunho das técnicas da física capazes de nos levarem até à origem do planeta. “Se quisermos ir até há milhões de anos atrás, temos que utilizar isótopos radioactivos, e é a partir da variação da concentração desses isótopos ao longo do tempo que nós conseguimos fazer a datação dos objectos arqueológicos. Por isso é que sabemos que o nosso planeta tem não-sei-quantos milhões de anos”, explica Eduardo Alves.

O podcast 110 Histórias, 110 Objectos é um dos parceiros da Rede PÚBLICO. É um programa do Instituto Superior Técnico com realização de Marco António (366 ideias) e colaboração da equipa do IST composta por Filipa Soares, Sílvio Mendes, Débora Rodrigues, Patrícia Guerreiro, Leandro Contreras, Pedro Garvão Pereira e Joana Lobo Antunes.

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