Espositori 2015


National Institute for Nuclear Physics

National Institute for Nuclear Physics

L'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) è l'ente italiano di ricerca dedicato allo studio dei costituenti fondamentali della materia e delle leggi che li governano. Sotto la supervisione del Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca (MIUR), l’INFN promuove e svolge attività di ricerca teorica e sperimentale nel campo della fisica nucleare, subnucleare e delle astroparticelle. Tutte le attività di ricerca dell'INFN sono effettuate in un contesto di concorrenza internazionale e in stretta collaborazione con le università italiane, sulla base di solidi e decennali partenariati accademici. La ricerca fondamentale in questi settori richiede l'utilizzo di tecnologie e strumenti all'avanguardia, sviluppati dall’INFN presso i propri laboratori e in collaborazione con le industrie.

Projgetto n. 1. ArduSiPM: Dispositivo portatile e a basso costo per rivelare raggi cosmici e radiazioni nucleari.
ArduSiPM è uno shield per Arduino Due che consente la rivelazione singola dei fotoni (quanti di luce). Accoppiato a dei cristalli scintillanti, diventa un sofisticato sistema di rivelazione di radiazioni di origine nucleare o cosmica.
La necessità di usare i foto moltiplicatori come rivelatori di luce ha limitato in passato l'uso di cristalli scintillanti nei rivelatori di radiazione portatili favorendo l'uso di contatori Geiger. I fotomoltiplicatori al silicio SiPM sono rivelatori di luce piccoli e poco costosi. Un SiPM può essere accoppiato a un cristallo scintillante per costruire un piccolo rivelatore di radiazione. Un sistema di acquisizione dei SiPM, facilmente replicabile, chiamato ArduSiPM è stato costruito sulla piattaforma Arduino Due.
Il dispositivo può operare a batterie e può essere connesso ad una rete di dispositivi dello stesso tipo tramite internet realizzando un sistema per monitorare la radiazione ambientale.

Progetto n. 2. Sistema per la ricostruzione del profilo di un fascio di un acceleratore basato su ArduSiPM.
Una fibra scintillante motorizzata è letta e controllata tramite Arduino e lo shield ArduSiPM realizzando uno scanner per particelle cariche
L’ uso di fasci di particelle ionizzanti, nello studio della fisica delle particelle stesse o nella medicina nucleare, rende necessario ricostruire il contorno del fascio con strumentazioni compatte, di facile installazione e utilizzo e facilmente removibili.
I fotomoltiplicatori al silicio SiPM sono rivelatori di luce piccoli e poco costosi con un’altissima efficienza. Possono essere facilmente accoppiati a una fibra plastica scintillante in modo da realizzare un piccolo rivelatore di particelle che intercetta solo una piccola porzione del fascio.
Muovendo questo rivelatore in maniera simile a uno scanner durante l’acquisizione è possibile riscostruire il profilo del fascio lungo la direzione di spostamento della fibra. Un sistema di acquisizione dei segnali e uno di movimentazione sono necessari a questo scopo. Inoltre la presenza della radiazione legata al fascio di particelle fa si che il sistema debba essere letto e controllato a distanza.
Un Arduino equipaggiato con un sistema di acquisizione dei SiPM, facilmente replicabile, chiamato ArduSiPM e con uno shield Ethernet o WiFI permette sia di controllare il sistema di movimentazione sia di leggere il segnale prodotto dal SiPM, provvedendo anche alla sua alimentazione.
L’intero sistema può essere alimentato a batteria o con un piccolo alimentatore e può essere connesso a Internet. Un’interfaccia utente HTML che risiede sul dispositivo permette di controllare il tutto dal Web.

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