Institutul Laue-Langevin (ILL) din Grenoble (întemeiat în 1967) este un organism internațional de cercetare, lider mondial în științele și tehnicile neutronice, gestionat în comun de Franța, Germania și Marea Britanie (țările fondatoare), cărora li s-au asociat, pe parcurs, alte zece țări ca parteneri științifici. ILL este dotat cu sursa cea mai intensă de neutroni din lume (1,5 x 1015 neutroni pe secundă și pe cm2) și oferă un larg evantai de tehnici de caracterizare; ILL este în slujba tuturor țărilor asociate. 40 spectrometre de înaltă tehnologie livrează informații unice despre structura și dinamica materiei în stare lichidă, solidă sau gazoasă. Domeniile de cercetare sunt chimia, fizica particulelor, fizica nucleară, științele materialelor, bioștiințele, etc.
ILL nu va fi depășit decât de viitoarea sursa europeană cu spallation (ESS) care va fi construită la Lund (Suedia), va costa 1,5 miliarde Euro și nu va fi complet operațională decât în 2025. (foto - Vedere aeriana a Institutului Laue-Langevin (ILL) din Grenoble) Spre deosebire de reactoarele nucleare de la Fukushima (grav accidentate în martie 2011, care erau utilizate pentru a produce energie electrică), reactorul de la ILL produce neutroni utilizati exclusiv pentru cercetare. Așadar caracteristicile sale tehnice, obiectivele sale, contextul de exploatare sunt diferite. Inima sa este constituită dintr-un singur element de uraniu (10 kg), răcit cu apă grea. Puterea sa termică de 58 MW nu este reutilizată, ci este eliminată de un sistem de răcire secundar care folosește apa râului Drac.
Durata de viață a reactorului ILL depinde de îmbătrânirea componentelor …bombardate" de neutroni; ele sunt însă înlocuite cu regularitate, în conformitate cu standardele internaționale actuale. Pentru a mări rezistența seismică a ILL, în anii 2004-2007 au fost investiți 30 milioane Euro, astfel încât ILL satisface în întregime toate cerințele standardului francez denumit …Règles fondamentales de sûreté" și poate rezista unui cutremur de mărimea 5,7 al cărui epicentru s-ar situa chiar sub clădirea reactorului, la o adâncime de 7 km. Studiile referitoare la seismicitatea Alpilor spun că rata lor de seismicitate este moderată, la scară mondială. Oamenii de știință au estimat că în sud-estul Franței, frecvența cutremurelor cu o magnitudine mai mare de 4 este de un cutremur la fiecare trei ani; frecvența cutremurelor cu o magnitudine mai mare decât 5 este de un cutremur la fiecare 30 ani; iar frecveța cutremurelor cu o magnitudine mai mare decât 6 este de un cutremur la fiecare 300 ani. Din punct de vedere istoric, cel mai puternic cutremur din sudul Franței a avut loc în 1909 (la
Lambesc); magnitudinea estimată a fost de 6. De aceea, este extrem de improbabil că un cutremur cu o magnitudine mai mare de 5,7 să aibă loc. Seismologii consideră că regiunea în care va avea loc cutremurul de pământ cu o magnitudine cuprinsa între 5,5 și 6 este situată la 15 km de ILL. Nivelurile de accelerație la ILL nu vor depăși așadar valorile limită impuse de standardul francez. De aceea, este foarte improbabil că reactorul să fie supus unor mișcări seismice mai mari decât cele luate în considerare la proiectarea ILL. În caz de cutremur, nu este necesară o intervenție umană pentru a întrerupe funcționarea reactorului, căci ILL este dotat cu trei senzori (accelerometre triaxiale) care monitorizează în permanență mișcările pământului. Dacă doi din acești trei senzori detectează o accelerație mai mare decât 0,01 g (care corespunde unui cutremur slab, cu o magnitudine mai mică decât 3), funcționarea reactorului se întrerupe, iar inima reactorului poate fi răcită prin convecție naturală, fără să aibă nevoie de energie electrică.
În anul 2010, bugetul total al ILL a fost de 88 milioane Euro, din care 58 milioane Euro au fost plătiți de cele 3 țări fondatoare (Franța, R.F.G., Marea Britanie). Țările asociate sunt Austria, Belgia, Cehia, Danemarca, Elveția, Italia, Polonia, Slovacia, Spania, Suedia, Ungaria; de la 1 ianuarie 2011, și India s-a asociat celorlalți membri. 90% din neutronicienii europeni beneficiază astfel de un acces privilegiat la ILL – un model de cooperare europeană reușită, aducând beneficii fiecăruia din parteneri, pentru succesul unei științe multiculturale. În fiecare an vin să lucreze la ILL cca 2000 cercetatori din peste 30 țări și fac cca 800 experimente, selecționate de un comitet științific. Rezultatele obținute în 2010 au fost concretizate în 600 articole, publicate în high-impact journals. ILL este condus de un director și doi associate directors reprezentând țările asociate. Mandatul lor este de 5 ani.
Neutronii – particule elementare având o masă practic identică cu cea a unui atom de hidrogen (constituit dintr-un proton și un electron) – au o lungime de undă cuprinsă între 0,01 și 100 nanometri, ceea ce face din ei o sondă ideală pentru structurile atomice și moleculare. Energiile asociate sunt de ordinul milielectronvolților, așadar de același ordin de mărime cu cel al mișcărilor de răspândire ale atomilor și moleculelor în solide și lichide, al undelor coerente în cristale izolate (fononi și magnoni) și al modurilor vibraționale în molecule. Un schimb de energie între neutronul care intră și eșantion poate fi detectat cu ușurință (între 1 nano eV și 1 eV). Neutronii au un dipol magnetic care-i face sensibili la câmpurile magnetice generate de electronii impari în materiale, putând detecta astfel ordinul spinului nuclear. Din punct de vedere electric, ei sunt neutri și de aceea pot pătrunde adânc în materie, rămând totuși indestructibili, ceea ce îi face ideali pentru studierea eșantioanelor biologice sau a componentelor electronice în condiții extreme de presiune, temperatură și câmp magnetic. Neutronii fiind deosebit de sensibili la atomii de hidrogen, sunt folosiți pentru studierea materialelor moleculare organice, al eșantioanelor biomoleculare sau al polimerilor.
Neutronii interacționează cu nucleele de materie; observând cum ele sunt deviate și cum este modificată viteza lor, se poate identifica - cu foarte mare precizie - poziția atomilor și mișcările lor. Dotați cu un micromagnet, neutronii se comportă ca și indicatoarele unei busole și pot furniza informații unice asupra proprietăților magnetice. În numeroase domenii științifice, progresul depinde de înțelegerea materialelor la scară moleculara (cazul componentelor electronice, al membranelor și contactelor din pilele cu combustibil, al proteinelor din celulele biologice, etc.). În toate, neutronii dau adesea informații hotărâtoare.
Misiunea ILL este de a servi comunitatea științifică internațională, punând la dispoziție cele mai puternice fascicule de neutroni, cele mai perfecționate instrumente științifice și expertiza cercetătorilor, inginerilor și tehnicienilor săi. Neutronii sunt cheia numeroaselor probleme legate de legi fundamentale care guvernează universul; ei însiși, la ILL, fac obiectul unor cercetări de mare interes științific. ILL a fost primul organism internațional de cercetare care s-a instalat la Grenoble, pe campusul științific denumit EPN; au urmat, rând pe rând, ESRF (instalația europeană de radiație sincrotron) și laboratorul european de biologie moleculară. Ideea de a face să co-locuiască infrastructuri științifice complementare a servit drept model și a fost ulterior imitată deseori în lume. Campusl EPN primește peste 6000 vizitatori pe an, dând astfel o puternică dimensiune internațională vieții științifice de la Grenoble. Pe când o asociere a României la Institutul Laue-Langevin (ILL) de la Grenoble?
