Enginyeria Nuclear i de les Radiacions Ionitzants

Descripció

El Programa de Doctorat en Enginyeria Nuclear i de les Radiacions Ionitzants (PDINRI) va rebre la Menció cap a l’Excel·lència a partir de l’any 2011 i fins al 2013 (MEE2011-0496), i prèviament la Menció de Qualitat atorgada pel MEC (MCD2005-00347) des del 2005.

En el marc dels objectius estratègics nacionals en R+D+I, el present programa encaixa en l’acció estratègica d’Energia i Canvi Climàtic, amb importants ramificacions en l’àrea de la salut pública per les aplicacions mèdiques de la radiació. Dins de la nova estructura de l’Escola de Doctorat de la UPC, el PDINRI s’integra en l’àmbit de l’enginyeria industrial, des del qual contribueix a les línies prioritàries de recerca en tecnologia de l’energia i tecnologies mèdiques. El programa és afí a altres programes de postgrau similars en enginyeria nuclear i ciències radiològiques existents en multitud d’universitats tecnològiques al voltant del món (vegeu, per citar alguns exemples a tots dos extrems de l’Atlàntic, https://ners.engin.umich.edu, http://nuclear.engr.utexas.edu o http://www.cnec.group.cam.ac.uk).

En l’entorn més pròxim a les nostres circumstàncies, la situació actual i les perspectives futures de la utilització de les radiacions ionitzants (RI) en general, i de la producció d’energia nuclear en particular, justifiquen la necessitat d’oferir el present Programa de Doctorat. A Catalunya, per exemple, hi ha tres centrals nuclears en explotació (Ascó I, Ascó II i Vandellòs) que generen, aproximadament, el 45% de l’energia elèctrica consumida a la regió. En el conjunt d’Espanya hi ha vuit centrals, les quals proporcionen al voltant del 20% de l’energia elèctrica consumida.

Com ja s’ha esmentat, un altre camp amb un alt impacte social on les RI tenen un paper destacat és el sanitari. Els acceleradors de partícules (la majoria d’electrons), els equips generadors de raigs X i les fonts radioactives de diversa índole s’empren en els hospitals amb finalitats tant diagnòstiques com terapèutiques. Les llista de tècniques implicades és àmplia. Entre les diagnòstiques podem citar, per exemple, la radiografia convencional, la gammagrafia, els escàners SPECT, PET i multimodalitat i la radioinmunoanàlisi. Entre les terapèutiques hi ha la radioteràpia externa, la braquiteràpia, la radiocirurgia, etc.

L’ús intensiu de RI motiva l’interès per la mesura precisa de la dosi absorbida i pels seus efectes sobre els teixits vius, temàtiques que constitueixen l’objecte d’estudi de la dosimetria i la radiobiologia, respectivament. En l’actualitat, aquests problemes s’aborden tant des del punt de vista experimental com amb tècniques avançades de simulació per ordinador. Els estudis de protecció radiològica, al seu torn, avaluen i optimitzen els camps de radiació en l’entorn dels treballadors professionalment exposats i del públic en general.

En un altre àmbit, la construcció a Catalunya del primer laboratori de llum sincrotró espanyol (denominat Alba, vegeu http://www.cells.es) fa preveure la necessitat d’especialistes en tecnologia d’acceleradors. Els coneixements adquirits pels estudiants del nostre programa els permetran comprendre les bases per a la construcció i operació d’instal·lacions d’aquest tipus.

D’especial rellevància per la seva projecció de futur és el desenvolupament del projecte ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor, vegeu http://www.iter.org) a Cadarache, França, l’oficina gestora del qual estarà ubicada a Barcelona. El reactor ITER, del tipus ’tokamak’, estudiarà la producció d’energia mitjançant la fusió de nuclis de deuteri i triti. La formació de futurs investigadors i tecnòlegs en aquesta àrea contribueix a l’aposta per models energètics més sostenibles i respectuosos amb el medi ambient.

Existeixen també múltiples aplicacions de les radiacions ionitzants en altres entorns industrials i de recerca. Sense ànim de ser exhaustius, podem citar les sondes de nivell en dipòsits i sitges, les galgues nuclears, els irradiadors per a l’esterilització d’estris i aliments, les tècniques d’anàlisi quantitativa en ciències de materials, les tècniques de datació radioactiva, etc.

Com es pot apreciar, els usos de les RI en la nostra societat, tant directes com derivats, són nombrosos i de gran rellevància. El PDINRI pretén dotar els estudiants d’una sòlida formació que els permeti abordar tasques de recerca i desenvolupament relacionades amb alguna de les tres especialitats del programa, és a dir, la tecnologia energètica nuclear, la utilització de RI per a fins mèdics i industrials o la tecnologia d’acceleradors de partícules.

Un objectiu addicional és permetre als estudiants entrar en contacte amb institucions de prestigi dedicades a la recerca, al desenvolupament de tecnologia o la seva explotació. En aquest sentit, l’INTE i la SEN mantenen contactes amb diverses institucions, entre les quals cal destacar les centrals nuclears espanyoles, CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, a la frontera franco-suïssa), Ciemat (Centre d’Investigacions Energètiques, Mediambientals i Tecnològiques, a Madrid), CSN (Consell de Seguretat Nuclear, a Madrid), ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione i la Ricerca Ambientale), JUAS (Joint Universitites Accelerator School, a Archamps, França), Alba (Laboratori de Llum Sincrotró del Vallès, a Cerdanyola de Vallès, Espanya) i CDRH-FDA (US Food and Drug Administration, Silver Spring, MD, EUA).

Es dispensa una atenció especial als temes més afins als grups d’especialització presents a la UPC, com ara la tecnologia de reactors de fissió i fusió, la seguretat de les instal·lacions nuclears, el disseny de nous acceleradors de partícules, la radiofísica mèdica, la protecció radiològica i l’impacte de les RI en el medi ambient i en la salut humana.
Veure fitxa completa