14 Mag Dal laboratorio alle misure sul campo: l’impegno dell’INFN per la sicurezza radiologica
Ai Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN è attivo il Laboratory for Environmental and Medical RAdiation Physics (LEMRAP), per la misura delle radiazioni ionizzanti.
Dosimetri indossabili di nuova generazione
Ivan Castro, giovane ricercatore ai Laboratori Nazionali di Frascati, mostra con orgoglio l’ultima versione del dosimetro indossabile per neutroni DOIN, sviluppato e brevettato dal laboratorio LEMRAP. “è più piccolo, leggero e facile da portare” dice, “e ha anche un nuovo display.”
“Abbiamo già in cantiere una versione migliorata” gli fa eco Roberto Bedogni, primo ricercatore presso i Laboratori Nazionali di Frascati e responsabile del laboratorio, “Digitech, l’azienda con cui collaboriamo, ha proposto di ridisegnare l’elettronica per renderla ancora più compatta.”
DOIN è il frutto di una serie di progetti R4I con cui il Comitato Nazionale per il Trasferimento Tecnologico dell’INFN ne ha finanziato lo sviluppo e i successivi miglioramenti. “I dosimetri attivi per neutroni dovrebbero soddisfare la norma IEC 61526, ma i pochissimi prodotti sul mercato hanno prestazioni molto limitate” spiega Bedogni, “DOIN colma questo vuoto, infatti soddisfa i criteri di accuratezza IEC su un ampio intervallo di energia e angolo di incidenza”
“Abbiamo presentato il dosimetro a varie conferenze di settore, ricevendo un buon riscontro e suggerimenti preziosi” continua Castro, “come quello di integrare un secondo sensore per fornire simultaneamente le dosi di neutroni e raggi gamma, funzionalità che è stata aggiunta.”
“Ora non ci resta che elaborare i dati che ci hanno inviato gli utenti di prova che, a una prima analisi, sembrano molto positivi” conclude Bedogni.
La collaborazione con Digitech SRL (Peccioli, ITALY), formalizzata all’interno del più recente progetto R4I, ha consentito di realizzare una miniserie pre-industriale di dosimetri, distribuiti ad alcuni early adopter selezionati che hanno potuto utilizzarli gratuitamente in condizioni reali in cambio della condivisione dei dati.
I prototipi realizzati da Digitech sono stati consegnati a utenti in ambito fusione nucleare (ENEA), aerospaziale (ITA IEAv Brasile), adroterapia (Clinica Universitaria de Navarra – Madrid) e nucleare da fissione (Bruce Power Canada), in modo da coprire i segmenti di mercato interessanti per DOIN. Grazie ai feedback ottenuti sarà possibile migliorare ulteriormente il prodotto e programmare lo scale up industriale.
Spettrometri per neutroni portatili
Le attività del LEMRAP non si fermano ai dosimetri indossabili.
“Un servizio che forniamo e che ci è sempre più richiesto è la caratterizzazione delle sorgenti di neutroni usate per tarare gli strumenti” dice Bedogni, “che possiamo effettuare direttamente in situ con uno spettrometro sviluppato da noi e che, rispetto alle tradizionali sfere di Bonner, accelera le misure di almeno un fattore cinque”
Il sistema, trasportabile, appartiene alla famiglia degli spettrometri a singolo moderatore e intervallo energetico esteso. È un cilindro moderatore in polietilene che include un collimatore e una serie di rivelatori posti a diverse posizioni corrispondenti a diversi livelli di moderazione. Si espone alla sorgente a distanza 1-2 m. La variazione del segnale nei diversi rivelatori racchiude l’informazione spettrometrica sul campo incidente. Una scheda di acquisizione multicanale disegnata al LEMRAP permette di acquisire il segnale dai rivelatori. I dati grezzi vengono poi elaborati con il codice FRUIT, sviluppato a LEMRAP e usato in tutto il mondo, che restituisce lo spettro in energia della sorgente.
Ivan scherza mostrando lo strumento: “è un po’ ammaccato perché ha fatto parecchi viaggi, l’ultimo è stato in Svizzera per un contratto con il PSI”. Ma il numero di campagne di misura effettuate, oltre a testimoniare la robustezza dello strumento, dimostra quanto le competenze e i servizi forniti dal gruppo siano richiesti e valutati a livello mondiale. Una reputazione stabilità anche grazie alle collaborazioni scientifiche.
“La necessità di disporre di sorgenti qualificate ci porta a collaborare con ENEA“ dice Bedogni “con il Frascati Neutron Generator e l’irraggiatore termico HOTNES del Centro Ricerche di Frascati, dove testiamo i sistemi neutronici, e con il Centro Ricerche Casaccia, per cui abbiamo costruito uno spettrometro neutronico per l’Istituto nazionale di metrologia primaria (INRIM) e un sistema di monitoraggio di alta dose gamma per l’impianto di irraggiamento Calliope”.
Monitoraggio della radioattività ambientale
LEMRAP fa parte di Eyerad, una rete gestita di INFN che si occupa di monitorare la radioattività ambientale dispersa nell’aria attraverso una serie di stazioni installate in diverse sezioni e laboratori dell’Istituto. La misura avviene campionando grandi volumi di aria che viene fatta passare attraverso un filtro capace di intrappolare le particelle di polvere. A intervalli regolari, i filtri esposti nella stazione ambientale EYERAD dei LNF vengono prelevati e inseriti in uno spettrometro gamma a bassissimo fondo progettato dal LEMRAP. Il sistema è dimensionato per rivelare variazioni piccolissime della radioattività aerodispersa con particolare attenzione a isotopi che potrebbero indicare rilasci di radioattività in atmosfera a causa di incidenti radiologici o nucleari.
Una visione orientata alle applicazioni
La visione di Roberto Bedogni è chiara: svolgere ricerca scientifica di alto livello mantenendo però sempre uno sguardo sulle necessità della società; mantenere viva l’idea di una ricerca curiosity driven, restando però consapevoli di quali sono i problemi reali e quali soluzioni un ente di ricerca come INFN può fornire, senza snaturare la missione principale che è l’accrescimento della conoscenza, ma affiancando ad essa l’impegno per il trasferimento di tecnologie alla società.
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