- Departamento de Física

El acelerador
Cockroft-Walton
Detrás de esta verdadera pieza
de museo que arribó a Beauchef
en 1954 se encuentra la historia
que marcó el inicio del desarrollo
de la física nuclear en el país.
Dicen que cuando el acelerador
de partículas Cockroft-Walton comenzó a funcionar en Beauchef, el
desarrollo de la física en Chile, literalmente, tomó otro ritmo. Este
instrumento que ahora figura como pieza de museo en uno de los patios del
campus Beauchef, marcó el inicio del desarrollo de la física nuclear en el
país. Su adquisición fue producto de una iniciativa del entonces Rector de la
Universidad de Chile, Juan Gómez Millas (1953-1963), quien consideraba
que en ningún país, por muy pobre que fuera, podía dejar de hacerse
investigación científica.
El acelerador de partículas fabricado por la firma holandesa Philips, en 1954,
se instaló en el subterráneo del edificio del Departamento de Física de la
Escuela de Ingeniería, bajo supervisión del experto holandés en
radioactividad, Dr. Henrik Spaa, y funcionó desde fines de 1956 hasta 1967.
El Cockroft-Walton ocupaba dos pisos y para poder instalarlo se intervino
parte del techo sobre él, se construyó una nueva losa por sobre el nivel del
suelo, se cubrió los muros con una malla metálica para aislar el campo
eléctrico, se instaló una puerta con plomo para proteger de los Rayos X que
se generaban y se construyó un muro de un metro de espesor provisto de
una ventana de agua que separaba a los operadores de la sala donde se
generaba el flujo de neutrones durante la operación de la máquina.
Uno de ellos era el ingeniero civil, Patricio Martens, quien dejó su trabajo en
la Compañía Siderúrgica Huachipato para incorporarse al quehacer del
recién creado Laboratorio de Física Nuclear Pura y Aplicada. “Nosotros
irradiábamos dos tipos de partículas: protones, o núcleos de hidrógeno, y
deuterones, o núcleos de hidrógeno pesado, que hacíamos incidir sobre
blancos constituidos por berilio o por deuterio. De las reacciones nucleares
se obtenían haces de neutrones que eran usados, a su vez, como
proyectiles para inducir nuevas reacciones”, dice el entonces también
académico del Departamento de Física. “En la parte superior del acelerador
(boina metálica) se ponía un balón con hidrógeno o deuterio y se dejaba
pasar este gas por una boquilla para llegar a una fuente de iones. Era esta
fuente la que tenía como misión separar los iones positivos de los
negativos”, agrega el Prof. Patricio Martens.
En esta parte del proceso se producía una diferencia de tensión, por lo que
había que aplicar un voltaje de extracción que se hacía variar desde 0 a
40.000 voltios para poder hacer entrar las partículas cargadas al acelerador
y, en cada etapa, era necesario acelerar la máquina a aproximadamente
200.000 voltios, precisa el ex académico del DFI. La complejidad de estas
operaciones tenía sus consecuencias, tal como recuerda el Prof. Patricio
Martens. “Una vez hubo una gran falla. Se soltó la pieza del rotor que movía
el motor de generación de corriente alterna y, como el rotor era enorme,
hubo que abrir la pieza donde estaba, sacarlo y montarlo en un torno
gigantesco. En otra ocasión falló el transformador de alta tensión del
acelerador y, para repararlo, hubo que rehacer totalmente una pieza que
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estaba dentro de la boina metálica. Todo esto fue posible gracias a la ayuda
y eficacia de todos los sistemas de apoyo que había en ese entonces y entre
los que se contaba el taller mecánico y el taller de electrónica”, destaca el
ex académico del DFI.
Los experimentos realizados con el Cockroft-Walton dieron lugar a una serie
de trabajos y publicaciones en revistas internacionales como “Nuclear
Instruments”y “Physical Review” en áreas como Física Teórica, Física
Nuclear, Electrónica Nuclear, Radioquímica y Biofísica. En la primera etapa,
bajo la dirección del físico holandés, Dr. Jan Van Loef y, a continuación, de la
mano de especialistas como Jacobo Rapaport, Lincoyán González, Patricio
Martens, Alex Trier y Jorge Zamudio, entre otros investigadores. La intensa
actividad en torno al acelerador de partículas del Laboratorio de Física
Nuclear Pura y Aplicada generó una serie de discusiones sobre cómo debía
ser la formación de los profesionales del área, hasta que en 1960 fue creada
la Licenciatura en Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas.
Hoy, el acelerador de partículas Cockroft-Walton ya no es parte de la
actividad de los investigadores del DFI, pero su imponente presencia en el
ala oriente del edificio de Física, no sólo despierta la curiosidad de los
visitantes. También es una prueba evidente de la vocación de los físicos
chilenos por investigar.
Texto: Sofía Otero, Daniela Cid.
Imagen: Archivo
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