La Conferencia de la EPS sobre Física de Plasmas es el mayor foro anual en Europa dedicado al conjunto de la investigación en física de plasmas. Organizado por la División de Física de Plasmas de la Sociedad Europea de Física (EPS), el encuentro reúne a expertos internacionales para presentar resultados pioneros en energía de fusión, ciencia láser y astrofísica.
En 2024, el CLPU, junto con la Universidad Politécnica de Madrid, tuvo el placer de organizar la 50.ª edición, un importante hito en la larga trayectoria de esta destacada conferencia. Este año, organizada en Edimburgo, el CLPU volvió a estar presente, no como organizador, sino como participante. Nuestro científico sénior José Antonio Pérez, en el marco del proyecto Hiper+., presentó la charla Eficiencia de la aceleración de protones mediante láseres ultracortos de clase petavatio.
Y, lo que es más importante, una antigua usuaria de la instalación presentó los extraordinarios resultados de dos campañas experimentales llevadas a cabo en VEGA en 2023 y 2024. Katarzyna Batani, investigadora del Instituto de Física de Plasmas y Microfusión Láser, impartió una ponencia titulada «Producción de radioisótopos mediante láser para aplicaciones médicas».
En ella presentó los resultados de estos dos experimentos:
Interacción láser-plasma a alta tasa de repetición y producción de radioisótopos
Esta campaña experimental, realizada entre el 9 y el 19 de abril de 2024 utilizando el sistema VEGA-3, estuvo dirigida por el profesor Dimitri Batani, de la Universidad de Burdeos, Francia, y cofinanciada por el proyecto LASCAN —Production de radioisotopes par laser—, liderado por la Universidad de Burdeos. El experimento fue llevado a cabo conjuntamente por siete instituciones: CELIA, Francia; ELI-Beamlines, República Checa; la Universidad de Texas A&M, Estados Unidos; el Instituto de Física de Plasmas y Microfusión Láser, Polonia; y, en España, la Universidad de Santiago de Compostela, el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) y el Centro de Láseres Pulsados.
La campaña tenía como objetivo producir radioisótopos mediante la interacción láser-materia utilizando las configuraciones de corta distancia focal de VEGA-2 y de larga distancia focal de VEGA-3. El proceso se diseñó para generar partículas alfa mediante la reacción nuclear protón-boro. Debido a las limitaciones del sistema de posicionamiento de blancos, el experimento se realizó a la máxima tasa de repetición de 1 Hz, lo que permitió obtener datos estadísticamente significativos.
Se utilizó una configuración pitcher–catcher, en la que el primer elemento del blanco se renueva, mientras que el segundo permanece estático. Las mediciones de radioisótopos se realizaron mediante el detector de germanio del CLPU. Durante el experimento, el sistema láser efectuó más de 8.000 disparos y alcanzó en VEGA una potencia de pico media de 1,09 PW, con una energía correspondiente de 27,81 J en el área experimental.
Se está preparando una publicación sobre estos resultados.
Fusión protón-boro inducida por láser
Esta campaña de acceso competitivo fue evaluada y cofinanciada a través del proyecto RADNEXT, la Red de Instalaciones de Radiación para la Exploración de Efectos en la Industria y la Investigación. Se llevó a cabo entre el 6 y el 17 de marzo de 2023 utilizando la salida de petavatio de VEGA.
En los últimos años, la reacción de fusión protón-boro ha despertado un interés especial debido a sus numerosas aplicaciones potenciales. La reacción p + ¹¹B → 3 ⁴He + 8,7 MeV produce tres partículas alfa con una energía total de 8,7 MeV, lo que abre la posibilidad de desarrollar una nueva generación de fuentes de partículas alfa de alto brillo, con posibles aplicaciones en astrofísica, propulsión espacial, energía de fusión y tratamientos médicos. Esta reacción también puede aprovecharse para desarrollar fuentes de partículas alfa inducidas por láser destinadas a aplicaciones médicas, especialmente a la producción de radioisótopos con fines diagnósticos, como la obtención de imágenes mediante PET, o para tratamientos médicos. La campaña tenía como objetivo estudiar diferentes esquemas de reacción p–¹¹B inducida por láser, aprovechando la elevada potencia y la alta tasa de repetición del láser VEGA-3 para mejorar la detección de la producción de partículas alfa y la producción de radioisótopos de escandio.
Los resultados de este experimento se publicaron en enero de 2025 en la revista High Power Laser Science and Engineering, en un artículo de acceso abierto titulado «Generation of radioisotopes for medical applications using high-repetition, high-intensity lasers» («Generación de radioisótopos para aplicaciones médicas mediante láseres de alta intensidad y alta tasa de repetición») (leer aquí) [doi:10.1017/hpl.2024.92].
Para obtener más información, puede ver la entrevista con el profesor D. Batani en nuestro canal de YouTube.
