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Introdução ao Projeto Sirius

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Sirius, a nova fonte de luz síncrotron brasileira, será a maior e mais complexa infraestrutura científica já construída no País e uma das primeiras fontes de luz síncrotron de 4ª geração do mundo. É planejada para colocar o Brasil na liderança mundial de produção de luz síncrotron e foi projetada para ter o maior brilho dentre todos os equipamentos na sua classe de energia.

Fontes de luz síncrotron constituem o exemplo mais sofisticado de infraestrutura de pesquisa aberta e multidisciplinar e é uma ferramenta-chave para a resolução de questões importantes para as comunidades acadêmica e industrial brasileiras. A versatilidade de uma fonte de luz síncrotron permite o desenvolvimento de pesquisas em áreas estratégicas, como energia, alimentação, meio ambiente, saúde, defesa e vários outros.

Essa é a razão pela qual a tecnologia da luz síncrotron se torna cada vez mais popular ao redor do mundo. É também o motivo pelo qual os países com economias fortes e baseadas em tecnologia já contam com uma ou mais fontes de luz síncrotron, ou as estão construindo.

Mas o que é Luz Síncrotron?


A luz, ou radiação, síncrotron é um tipo de radiação eletromagnética que se estende por uma faixa ampla do espectro eletromagnético – luz infravermelha, ultravioleta e raios X. A luz síncrotron é produzida quando partículas carregadas, aceleradas a velocidades próximas à velocidade da luz, tem sua trajetória desviada por campos magnéticos. A Fonte de Luz Síncrotron é uma máquina de grande porte, capaz controlar o movimento dessas partículas carregadas, tipicamente elétrons, para produzir essa luz síncrotron.

Na agricultura, a luz síncrotron pode ser usada para análise do solo, para o desenvolvimento de fertilizantes mais eficientes e baratos e, ao mesmo tempo, menos agressivos ao meio ambiente e à saúde. Fontes de luz têm aplicação, também, no mapeamento da concentração, biodisponibilidade e localização de nutrientes em espécies vegetais.

Na área de energia, o uso de síncrotron permite o desenvolvimento de novas tecnologias de exploração de petróleo e gás natural, e no entendimento e desenvolvimento de materiais e sistemas para células solares, células combustível e baterias, bem como nas pesquisas de novos materiais mais leves e eficientes.

Na área da saúde, pesquisas feitas com síncrotron são fundamentais para identificação das estruturas de proteínas e unidades intracelulares complexas, etapa importante no desenvolvimento de novos medicamentos, assim como no desenvolvimento de nanopartículas para o diagnóstico de câncer e combate a vírus e bactérias.

Para que uma nova Fonte?


A atual fonte de luz síncrotron brasileira, UVX, permite aos usuários fazerem investigações empregando a maioria das técnicas experimentais possíveis em fontes deste nível de tecnologia, com o uso de radiação infravermelha, ultravioleta e de raios X.

Apesar de sua alta confiabilidade e estabilidade, o UVX já não atende plenamente às necessidades dos pesquisadores. O número de estações de pesquisa instaladas no espaço físico atual já atingiu seu limite, e os parâmetros técnicos da máquina não permitem a realização de diversos experimentos avançados.

A produção científica de vanguarda demanda o uso de ferramentas atualizadas, que se mostrem competitivas frente a outras instalações científicas semelhantes. As fontes de luz síncrotron de alto brilho representam o que hoje existe de mais moderno para a observação de materiais orgânicos e inorgânicos.

Assim, para manter a infraestrutura de pesquisa do Brasil competitiva, tanto para pesquisadores acadêmicos quanto para empresas que desenvolvem tecnologia, o LNLS tem trabalhado, desde 2008, no projeto e desenvolvimento de uma nova fonte de luz, uma das primeiras consideradas de 4ª geração, que atenda as atuais necessidades científicas e tecnológicas dos pesquisadores. 

NOVAS POSSIBILIDADES DE INVESTIGAÇÃO


O Sirius terá energia duas vezes maior e emitância (divergência do feixe de elétrons) aproximadamente 360 vezes menor que a do UVX. Essa combinação fará com que o brilho da luz síncrotron emitida seja, em certas frequências, mais de um bilhão de vezes superior ao que hoje está disponível aos pesquisadores.

No UVX, a energia do feixe de luz permite analisar apenas a camada superficial de materiais duros e densos, já que os raios X produzidos nessa fonte penetram esses materiais com profundidade de somente alguns micrômetros. A alta energia do Sirius permitirá que esses mesmos materiais sejam analisados em profundidades de até alguns centímetros. Isso é fundamental para o estudo de aços e outros metais, além de concreto e de rochas, o que terá impacto positivo em estudos da camada pré-sal, por exemplo.

As características da máquina atual brasileira tampouco permitem a investigação de determinados elementos químicos, como é o caso da importante classe das terras raras, que só poderão ser efetivamente estudados com fontes de luz com características como as do Sirius.

A concentração do feixe de raios X em um foco de tamanho reduzido, que pode chegar à ordem do micrômetro e até do nanômetro, será também um diferencial da nova fonte síncrotron. No Sirius poderão ser feitos experimentos em que o feixe de raios X atinge a amostra com intensidade e, ao mesmo tempo, com foco extremamente concentrado, o que terá impacto determinante para experimentos em nanotecnologia e biotecnologia.

Livro do Projeto Sirius


O projeto Sirius é descrito em detalhes no documento abaixo, incluindo a apresentação dos projetos técnico-executivos dos aceleradores, linhas de luz e obras civis, que ilustram a complexidade do projeto e seus exigentes requisitos técnicos.

Clique aqui para fazer o download do Livro.

Importante: O Livro do Projeto Sirius foi editado em 2014, algumas informações técnicas, cronograma e custos podem ter sofrido alterações desde então. Para informações atualizadas, entre em contato com a Assessoria de Comunicação através do email: lnlscomunica@cnpem.br.