Visita a Grenoble. I segreti del supersincrotrone

Grenoble è il luogo dove si concentra il maggior numero di storie di successo nel campo della ricerca scientifica. Il campus del capoluogo della Val d'Isere, meta di migliaia di studiosi, ospita il sincrotrone più potente al mondo (Esfr, European Synchrotron Radiation Facility), diretto dal fisico italiano Francesco Sette, e dello ILL (istituto Max von Laue-Paul Langevin), istituzione internazionale di ricerca al vertice della scienza e della tecnologia dei neutroni.

Nel 2012 si festeggiano l'80° compleanno del neutrone, scoperto nel 1932, e il quarantennale di attività del centro di ricerca ILL, il cui reattore nucleare da 58 MW genera i fasci neutronici superstabili (un trilione di particelle veloci al secondo) che vengono trasportati per riflessione verso 40 stazioni sperimentali dove, in modo non distruttivo, si studiano struttura e comportamenti dei materiali, su scala atomica e molecolare.

Una ricerca multidisciplinare che spazia dalla fisica alla chimica, alla biologia e medicina, all'ambiente, energia e alle scienze della terra, producendo ogni anno 850 esperimenti, suddivisi in quattro cicli da 50 giorni, e 650 pubblicazioni.
Le attività proposte da ricercatori italiani rappresentano il 6% del totale, il doppio della quota di partecipazione dell'Italia (3,5%) al budget da 90 milioni dello ILL (fondato da Francia e Germania, che insieme alla Gran Bretagna detengono una quota procapite del 25%).

Qui gli scienziati dell'Università di Bristol hanno sintetizzato una nuova molecola di sapone contenente un sale di ferro che, in soluzione nell'acqua, reagisce a un campo magnetico.
Una tecnica che, introdotta in modo appropriato nei tensioattivi ad uso industriale, potrebbe migliorare il trattamento delle acque reflue e soprattutto permettere di ripulire i versamenti di petrolio greggio in mare scongiurando l'inquinamento delle coste. Con l'alta intensità della sorgente neutronica sono stati prodotti campioni di 161Tb, radioisotopo del Terbio, ultraefficace nelle terapie antitumorali (evita di danneggiare i tessuti sani) e con un tempo di dimezzamento di 7 giorni, che ne permette il trasporto ai centri di cura e non genera problemi di gestione dei residui eliminati dal paziente.
Nel vicino anello di sincrotrone, del diametro di 270 metri, si produce la sorgente più brillante di raggi X oggi disponibile, che ogni 20 nanosecondi genera un lampo di radiazione verso ognuna delle 41 stazioni sperimentali, dove ogni anno si alternano oltre 6.000 scienziati impegnati in 1.500 esperimenti.

Il nostro Paese partecipa con il 15% a questa imponente struttura di ricerca da 80 milioni l'anno. A guidare la potente macchina è un altro italiano, il fisico barese Pantaleo Raimondi, la cui esperienza contribuisce ai miglioramenti in termini di luminosità dei fasci di particelle e al programma di potenziamento del sincrotrone che, con un investimento di 160 milioni fino al 2015, permetterà di esplorare ancora più a fondo oggetti di dimensioni nanometriche. Quando lasciano l'anello di accumulazione, a un'energia di 6 miliardi di elettronvolt, gli elettroni passano attraverso speciali ondulatori rilasciando fasci di raggi X come potenti laser e sottili come un capello umano. Sorgenti che rivelano nei minimi dettagli le strutture dei cristalli di proteine, che dal 2013 potranno essere analizzati alla media di mille campioni al giorno con possibilità di accesso remoto all'esperimento.

La stazione sperimentale medica del sincrotrone di Grenoble, dove operano Alberto Bravin e Paola Coan, ha messo a punto una nuova tecnica che, grazie ai raggi X e a un algoritmo, produce immagini tridimensionali in grado di rivelare quel 20% di tumori al seno che sfuggono alle indagini convenzionali e ridurre di 4 volte la dose di radiazione.

Eugenio Sorrentino