De la radioterapia a Marte

El nuevo acelerador de partículas permitirá mejorar las técnicas terapéuticas para tratar el cáncer e investigar los efectos de los rayos cósmicos en misiones espaciales

La radioterapia es uno de los ámbitos en los que pueden aplicarse los avances que propiciará el nuevo acelerador de partículas
La radioterapia es uno de los ámbitos en los que pueden aplicarse los avances que propiciará el nuevo acelerador de partículas

¿Para qué invertir casi 1.200 millones de euros en un nuevo acelerador de partículas? Para avanzar en el conocimiento de la estructura de la materia, lo que a la larga se traducirá en aplicaciones prácticas en medicina e industria. En esencia, los aceleradores permiten inducir reacciones nucleares para entender la estructura de la materia y reproducir en el laboratorio las reacciones termonucleares que dan origen a la producción de materia y energía en el interior de las estrellas. El nuevo centro de Darmstadt, a diferencia del LHC que ya se ha construido en la frontera entre Francia y Suiza, estudiará cómo se unen las partículas elementales (quarks y leptones) para dar lugar a estructuras de la materia más complejas. El proyecto FAIR, que consta de ocho aceleradores funcionando en paralelo y que producirán haces de partículas con una intensidad sin precedentes, intentará dar respuesta a cuestiones fundamentales: ¿por qué la masa de los hadrones (neutrones y protones) es superior a la suma de las masas de los quarks que los componen?, ¿cómo es la fuerza que mantiene ligados a los protones y neutrones dentro de los núcleos? o ¿cuántos núcleos diferentes (combinaciones de protones y neutrones) existen en el universo? De las respuestas a estas preguntas de física teórica surgirán aplicaciones prácticas en alguno de los 18 experimentos que se llevarán a cabo. Estas son algunas.

Aplicaciones médicas

De la física nuclear han surgido aplicaciones médicas en técnicas de diagnóstico, que se basan en la desintegración radiactiva de un núcleo, como las placas de rayos X, las resonancias magnéticas, las tomografías con rayos X (tac) o con positrones (PET), o las gammagrafías, que con los nuevos experimentos se podrán mejorar, al igual que las técnicas terapéuticas con radioterapia para tratar el cáncer.

Terapias contra el cáncer

El proyecto FAIR ofrecerá oportunidades únicas para investigar las terapias con iones pesados, que concentran el daño en regiones bien definidas que dependen de su energía incidente, o con antiprotones, que no existen de forma natural en la naturaleza, pero que se podrían crear. Por ejemplo, combinando imanes que guían la trayectoria de los haces de partículas y su energía se puede irradiar un tumor con una precisión de un milímetro, lo que es muy útil, especialmente para cánceres cerebrales. El objetivo es que la irradiación llegue exactamente al punto donde esté localizado el tumor y evitar así la muerte de las células sanas. En el caso de la radioterapia con antiprotones, la ventaja es que entran en la materia (el cuerpo), pero no interaccionan con ella, con lo que no se producirían daños, puesto que la radiación solo haría efecto justo donde está el tumor.

Residuos radiactivos

La aceleración de partículas permitiría lo que se denomina transmutación de residuos radiactivos de alta intensidad, con lo que se reduciría notablemente su peligrosidad de centenares de miles de años a unas pocas decenas de años. De lo que se trata es de enviar neutrones sobre los desechos para inducirles una radiación que permita transformar los núcleos.

Misiones espaciales

Los haces de iones de FAIR permitirán investigar los efectos de la radiación cósmica en el funcionamiento de los satélites y en los astronautas que participen en misiones espaciales de larga duración. Un ejemplo práctico lo ofrecen los preparativos para el primer viaje del hombre a Marte.

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