Mistura de metais para melhor desempenho

Shreyas Balachandran, do Jefferson Lab, está sendo homenageado por seus avanços na transformação de ligas de nióbio em peças de acelerador de última geração

DOE/Thomas Jefferson National Accelerator Facility

imagem: Shreyas Balachandran foi escolhido para receber o Prêmio de Excelência em Materiais Criogênicos do ICMC, concedido anualmente a um indivíduo com menos de 40 anos que demonstrou inovação, impacto e reconhecimento internacional por seu trabalho no avanço do conhecimento de materiais criogênicos.Veja mais

Crédito: Jefferson Lab do DOE: AIleen Devlin

NEWPORT NEWS, VA – Um fascínio adolescente por metais levou a um prestigiado prêmio de início de carreira para um cientista de materiais supercondutores de radiofrequência (SRF) no Thomas Jefferson National Accelerator Facility do Departamento de Energia dos Estados Unidos.

Shreyas Balachandran foi escolhido para receber o Prêmio de Excelência em Materiais Criogênicos do ICMC, concedido anualmente a um indivíduo com menos de 40 anos que demonstrou inovação, impacto e reconhecimento internacional por seu trabalho no avanço do conhecimento de materiais criogênicos.

"É bom ser reconhecido pelo que você faz, mas é uma prova para as pessoas que acreditaram em você e lhe deram uma chance", disse Balachandran. "Tive excelentes mentores ao longo de toda a minha jornada. E vejo este prêmio como um reconhecimento a todos que estiveram envolvidos em todo o trabalho que fiz."

A pesquisa de Balachandran concentra-se fortemente no nióbio, que, entre outras aplicações, é usado para fazer cavidades supercondutoras para aceleradores de feixe de partículas, incluindo a poderosa Instalação Aceleradora de Feixe de Elétrons Contínuos do Jefferson Lab, ou CEBAF. O CEBAF é uma instalação do usuário do DOE Office of Science que abriga a pesquisa de mais de 1.850 físicos nucleares em todo o mundo.

As cavidades de nióbio constituem a espinha dorsal de um acelerador. Eles estão alojados em uma série de criomódulos e superresfriados por hélio líquido a cerca de 2 Kelvin, ou -456 Fahrenheit, para anular a resistência normal e acelerar os elétrons à medida que passam perto da velocidade da luz, fornecendo feixes para experimentos.

O nióbio é crítico para aceleradores de partículas para pesquisa científica e na descoberta de materiais, tratamento médico e remediação ambiental. Cientistas e engenheiros trabalham constantemente para ajustar o desempenho do metal, melhorando seu processamento ou combinando-o com outros elementos, como titânio, nitrogênio, estanho e alumínio, para criar ligas e estruturas mais eficientes, duráveis ​​e supercondutoras.

O trabalho de Balachandran inclui o desenvolvimento de uma nova liga de nióbio-tântalo-háfnio com aplicações para fios supercondutores de próxima geração. Atualmente, ele está experimentando o Nb3Sn, um composto de nióbio-estanho que superconduz a uma temperatura mais alta que o nióbio puro, o que eliminaria a necessidade de crioplantas enormes e caras e poderia se tornar um divisor de águas um dia em aceleradores de alta energia. Embora o Nb3 Sn seja mais frágil que o nióbio, ele poderia eliminar a necessidade de grandes e caras instalações de refrigeração criogênica para resfriar as cavidades do acelerador de partículas. Isso o tornaria um divisor de águas para aceleradores de partículas de alta energia.

Um detetive em metalurgia

Balachandran nasceu e foi criado em Bangalore, no sul da Índia. Seu interesse por metais foi despertado durante uma competição no ensino médio, levando-o a devorar livros universitários sobre metalurgia. Ele continuou enquanto ele buscava seu diploma de bacharel em engenharia mecânica no RV College of Engineering na Índia e na Texas A&M University em College Station, onde obteve seu mestrado e doutorado. Sua tese de doutorado foi sobre "Desenvolvimento de microestrutura em nióbio a granel após deformação plástica severa e recozimento".

Com uma bolsa de administração do acelerador do DOE, ele realizou trabalho de pós-doutorado no Applied Superconductivity Center no National High Magnetic Field Laboratory (MagLab) na Florida State University em Tallahassee de 2015 a 2018. Sua pesquisa incluiu o desenvolvimento de materiais de nióbio de alta pureza para supercondutores Aplicações SRF para aceleradores lineares.