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Ennio Vocirzio.
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Carissimi amici, saluto tutti voi con estrema gioia e spero che avete trascorso tutti quanti delle ottime ferie. Con estremo piacere voglio porre alla vostra attenzione il nuovo rilevatore di neutroni che congiuntamente agli amici di Caserta sono riuscito a realizzare questa estate. Come vi ricorderete (parlo agli anziani del forum), un rilevatore (diverso da questo) fu già eseguito dal sottoscritto tempo addietro, e rilasciato agli amici di Caserta perfettamente funzionante. Purtroppo un incidente danneggio irrimediabilmente il tubo detector e lo strumento attualmente, a meno di riuscire a procurarsi un nuovo tubo (Philips18524) resta inutilizzabile. Ma, la necessità aguzza l’ingegno e quindi alcuni mesi fa, dopo ripetute telefonate con Caserta e una visita, resa necessaria per capire bene certe cose come stavano e quindi il progetto come doveva essere realizzato, l’obiettivo è stato raggiunto. Il carissimo amico Quantum Leap (che io personalizzo in un unico individuo ma, in realtà il nic-name nasconde due simpatici ricercatori a me tanto cari) è stato tanto gentile da permettermi l’onore della prima comunicazione al forum. A parte la grande amicizia che è nata fra noi, la quale è andata aumentando a dismisura proprio in questi ultimi tempi, essendo stato io personalmente a curare il progetto della testata sensibile di questo detector che abbiamo battezzato “Light-Electron-Detector-INdium” o in modo abbreviato “LEDIN”, ci siamo accordati che forse era molto meglio se fossi stato io a parlarvi di questo dispositivo. Prima di descrivervi il funzionamento del LEDIN e di mostrarvi le sue foto, voglio in questo post parlarvi un attimino delle ragioni che ci hanno costretto ad optare per questa soluzione tecnica.
Come sapete, l’amico Area51 ha regalato agli amici di Caserta un bellissimo tubo detector per neutroni ad Elio3. Io approfitto per ringraziare ancora sentitamente il caro Fernando a nome di Quantum Leap, di questo grandissimo regalo che certamente i Casertani impiegheranno in qualche altra situazione contingente le loro prove. Il tubo ha infatti, cominciato anche funzionare bene, superando alcune difficoltà iniziali, ma, tuttavia è stata preferita un'altra via. Perché ?…. Il problema riguarda purtroppo il numero elevato di disturbi elettromagnetici prodotti dalla cella durante il suo funzionamento. Qualsiasi scienziato avrebbe trovato certamente da ridire in merito ad un trend di segnali ritenuti neutronici misurati da un qualsivoglia sistema elettronico posto in prossimità della cella durante il suo funzionamento. Sarebbe stato infatti, molto difficile convincere chicchessia che i conteggi misurati dal dispositivo fossero certamente neutroni e non spiker elettrici. In questo classico trabocchetto da laboratorio, un ricercatore che si rispetti non può cadere così impunemente. Non è stato quindi difficile convincerci che bisognava trovare un’altra strada,….ma quale ??.
Guarda caso i neutroni riescono anche ad attivare determinate sostanze e farle diventare temporaneamente radioattive. In alcuni casi, gli elementi bombardati da un flusso neutronico riescono a sprigionare radioattività anche quando il flusso neutronico termina (cella completamente spenta). Questa radioattività indotta (indiretta) può durare per alcuni secondi oppure minuti, oppure ore o addirittura giorni, tutto questo in dipendenza della particolare sostanza adoperata. A questo punto, misurare un flusso neutronico (almeno qualitativamente) potrebbe diventa semplicissimo. Basta porre un elemento attivo ai neutroni in prossimità della cella quando quest’ultima è in funzione e poi a cella spenta, si pone lo stesso elemento nei pressi di un rilevatore di radioattività. Questo apparecchio connesso necessariamente ad un computer, potrà misurare il tempo di decadimento della sostanza che senza dubbio, dimostrerebbe che si è verificato un flusso di neutroni. In alcuni vecchi post dove abbiamo avuto il piacere di parlare con il caro amico Agostino (Amaruot) si è infatti, parlato dell’alluminio e di altre sostanze utilizzate per queste attivazioni indirette (rimando il lettore ad un approfondimento rileggendosi i post relativi).
Ecco la strada che sia io che gli amici di Caserta abbiamo pensato di seguire. Dopo vari studi e ricerche il cui risultato è senza dubbio anche legato a condizioni economiche e di opportunità del caso si è scelto l’indio come elemento sensibile. In un mio post di mesi fa, ho infatti, già annunciato questa strada. L’indio è un elemento interessante per diverse ragioni: è sensibile ai neutroni termici, vedi foto allegata del suo spettro, è abbastanza facile reperirlo, ha un tempo di decadimento di 54 minuti, idoneo per una misura realizzata in tempi brevi, soprattutto, ha una sezione d’urto molto elevata, mediamente 150 barn (oltre 10.000 barn per neutroni che cadono nell’intervallo energetico di 1,1- 1,2 eV).
Grafico che mostra la variazione della sezione d'urto dell'Indio a seconda dell'energia dei neutroni incidenti
A questo punto nel prossimo post vi descriverò nei dettagli come funziona il LEDIN progettato qui nell’Italia del Nord con la collaborazione dei laboratori di Caserta per essere messo in servizio proprio in quella parte della nostra meravigliosa penisola dove batte incessantemente il sole. Tutto questo allo scopo di iniziare una campagna di ricerca senza precedenti per verificare se la cella produce o meno neutroni termici durante il suo funzionamento. Ma anche per ricevere una mano di aiuto dalla maggior parte di voi. In effetti, come diremo meglio in seguito, ci sono dei problemi da risolvere, forse l’aiuto di molti di voi e’ indispensabile.
Sono estremamente contento di potervi descrivere l’apparecchio nella convinzione che tutto questo potrà originare una stupenda discussione allo scopo di arricchirci tutti reciprocamente per aumentare le nostre conoscenze su questi aspetti meravigliosi della materia condensata.
Un abbraccio armonioso a tutti (vi voglio un mondo di bene)
P.S. per area51 un abbraccio particolare ed affettuoso per te
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Area51.
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Grazie Ennio per la stima che mi dai!!!Ma per me aiutare un gruppo sperimentale è sempre stato un sogno....poi se incontro persone splendide e solari come voi tutto diventa piu armonico e condensato..
A proposito, ho saputo che il gruppo Quantum terra una conferenza a Frascati il 13 settembre...tu ci vai?Poi ,anche perche, non ho ancora l'onore di conoscerti...non so se in questa occasione ci sarai,ma il problema fondamentale e se io ci sarò...il lavoro mi sa che mi terra questa volta incollato sulla sedia del mio ufficio...mah..cmq alla fine non si sa mai.
Ah.... per quanto riguarda il "LedIN" hai fatto qualche test con il cannone di neutroni?
Adesso un abbraccio di cuore, e se vedi i Casertani alla conferenza stringili forte da parte mia..Anche se non ci dovessi essere, il mio pensiero sara con voi..
Ciao. -
Ennio Vocirzio.
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Caro Area51, buongiorno a te,
Rispondo alle tue domande:
No purtroppo non posso andare a Frascati e' troppo lontano, viceversa andro a Milano ad ottobre per incontrarmi di nuovo con Quantum Leap.
Per quanto riguarda i test con il cannone devo dirti che sono appena cominciati e c'e' stato anche risultato. Vorrei esaminare meglio i dati ottenuti. Su queste cose e' meglio essere prudenti. Bisogna fare piu' misure.
Attualmente sto in laboratorio a fare una serie di fotografie al LEDIN in modo da poter preparare il post successivo che vi avevo promesso. Voglio corredarlo di qualche foto che illustri meglio il suo principio di funzionamento. Purtroppo per fare le foto devo smontarlo di nuovo ed e' proprio quello che sto facendo adesso. Poco male, ancora qualche giorno di attesa e poi ti daro' altre importanti informazioni.
Ti saluto con un abbraccio geografico penisolare he...he.... -
Hellblow.
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Ciao ragazzi...volevo porvi una domanda. Qualcuno si è preoccupato di far una spettrografia della luce emessa dal plasma? Magari ci si tira fuori qualche dato importante. . -
Quantum Leap.
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Caro Hellblow,
l'analisi della luce emessa dal plasma fornisce, nel visibile, i colori caratteristici dell'elettrolita usato (violetto per il potassio per ex.). Quando però si aumenta di potenza l'emissione luminosa è ricca di molte più componenti ed appare bianca.
Lo spettro elettromagnetico è estremamente variegato in quanto contiene tantissime frequenze sparse in tutto lo spettro.
Ciao
Per Ennio: ieri a Frascati ho lanciato nuovamente la richiesta circa il tubo Philips del primo, meraviglioso contatore di neutroni. Incrociamo le dita.
Edited by Quantum Leap - 14/9/2005, 19:47. -
Hellblow.
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Appare bianca...è quel che penso io?
Comunque come avete effettuato la spettroscopia? Con monitoraggio continuo oppure ad intervalli? Perchè sarebbe interessante analizzare il fenomeno mentre si evolve. A tal scopo si può realizzare facilmente uno spettroscopio per raccogliere dati e memorizzarli in un PC. Potrebbe servirvi una cosa del genere?
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Area51.
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Ciao tutti in effetti un esame di spettrofotometria non sarebbe una cattiva idea.....bisognerebbe costruire uno spettrometro..non è difficile ci vuole una lente collimatrice ed un prisma e un po di mano d'opera...ehe he
Per Quantum: Beh come è andata?Qualche news dal fronte ENEA?
Un affettuoso abbraccio
Fernando. -
Hellblow.
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Mi metto all'opera? Con un bel software per il monitoraggio in tempo reale 
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ANC.
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buongiorno.
Ci sono un sacco di cose interessanti che si potrebbero fare, ma non capisco perchè la spettroscopia, visto che quello che si cerca sono reazioni di tipo nucleare?
Comunque mi chiedevo se coloro che sono stati a Frascati in questi giorni volessero/potessero fare un piccolo resoconto (per quelli come me che non ci sono potuti andare sarebbe interessante)
ciao.
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Area51.
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Ciao la spettrofotometria ti permette di scoprire tramite il linguaggio dello spettro l'elemento predominante che compone la sorgente luminosa....infatti come dice Quantum si può notare nella cella, il potassio nella fase del pre-innesco, con una fantastica radiazione nel visibile violetta(da non confondere con gli UV).Ad esempio col sodio abbiamo delle colorazioni gialle tipiche del sodio,verdi col magnesio ecc....
Ma il punto non è questo!Tramite la la spettrofotometria,si possono vedere anche gli elementi che reaggiscono in una reazione nucleare..tramite la "carta d'identita" dell' elemento stesso.Ecco perchè ad esempo le stelle in spettrofotometria si suddividono nelle classi : O,B,A,F,G,K,M....nelle quali varia il colore la temperatura di superfice a seconda dell' elemento/i ionizzato...
Quindi la spettrofometria non è male come idea,potrebbe e non potrebbe essere utile...ma alla fine,non abbiamo nulla da perdere ....perchè non provare?!
ciao
Area51
Edited by Area51 - 16/9/2005, 12:08. -
Hellblow.
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Sarebbeutile se fatta continuamente in modo da registrar tutto quello che accade. Se volete posso approntare uno spettrometro che salvi i dati su un pc in tempo reale e li analizzi. . -
Ennio Vocirzio.
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Scusate il ritardo ma ho avuto alcuni problemi con la macchina fotografica
Riprendiamo il discorso del LEDIN e mostriamo quello fatto fino ad ora.
Il LEDIN è in pratica un gruppo ottico costituito da una sostanza attiva che emette fotoni (luce) quando è attraversata da elettroni. Questi fotoni sono ovviamente invisibili per la scarsa sensibilità dell’occhio umano ma, possono essere rilevati da un fotomoltiplicatore che viene posto esattamente in prossimità di esso, Il LEDIN è costituito da un contenitore di vetro completamente trasparente riempito di uno speciale tipo di scintillatore organico allo stato liquido (LSC). L’involucro esterno dell’ampolla, tranne il lato esposto al fotomoltiplicatore, è interamente coperto da uno strato di alluminio che oltre a impedire l’accesso di luce esterna è in grado di riflettere le eventuali emissioni fotoniche. L’idea vincente (almeno speriamo) è stata quella di realizzare un doppio solenoide di filo di indio dello spessore di 1 mm avvolto per un totale di 10, 2 grammi di elemento puro al 99,999%. Questo doppio solenoide montato su un cilindro di vetro è posto all’interno della soluzione LSC. Il fotomoltiplicatore è a sua volta alimentato da una tensione continua perfettamente stabilizzata di 1250 V ed è a sua volta interfacciato ad un conputer che acquisisce i dati di conteggio (impulsi).
Diciamo subito che, per avere una sensibilita’ sufficiente da parte del LEDIN lo spessore del solenoide di indio doveva essere molto piu’ piccolo. Ma, l’indio e’ difficilmente lavorabile da questo punto di vista, pertanto questo e’ un primo punto in cui desidererei avere da parte di qualche lettore un aiuto. Ci vuole qualche ottima idea per realizzare una struttura di indio che occupi un buon volume ma che sia anche realizzata in modo da avere spessore sottile e ottimo passaggio di luce.
Il funzionamento è semplice. I neutroni termici che penetrando nel LEDIN colpiscono gli atomi di indio inducono nell’isotopo 115 (presente al 95,72 %) un’attivazione facendolo diventare Indio 116. Quest’ultimo può decadere in 13 secondi in stagno 116 emettendo un beta da 3,29 MeV ma, in massima parte decadrà con un tempo di dimezzamento pari a 54 minuti emettendo beta da 1MeV; 0,87 MeV; 0,60 MeV più qualche gamma. Questi beta hanno uno spettro di energia in grado sicuramente di produrre nello scintillatore delle emissioni di fotoni che vengono conteggiate dal computer.
La tecnica di misura prevede quindi di tenere attivato il LEDIN e il computer integratore per almeno altri 8000 secondi dopo lo spegnimento della cella. Il segnale rilevato sara’ poi confrontato con le curve di decadimento dell’indio per intercettare eventuali andamenti significativi.
La campagna di calibrazione e’ iniziata proprio in questi giorni quindi ci vorrà un po di tempo per dare inizio alla vera campagna di misure che richiedera’ certamente un attenzione particolare.
Foto che mostra l'elemento sensibile (indio) prima dell'incapsulamento
Foto che mostra la testa LEDIN tipo 1 premontata prima della collocazione sul fotomoltiplicatore
Vi abbraccio con estrema cordialita' e spero di riuscire a postare quando prima (l'inizio dell'anno scolastico e' per me sempre un po' problematico)
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Hellblow.
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Una struttura a spirali sovrapposte? Non solenoide, ma spirale piana, e poi fatte diverse spirali, le si collega fra loro (o si usa un solo filo e lo si piega opportunamente) di modo da occupar buona parte del volume di un cilindro eppur lasciar spazio. Ora se la sorgente colpisce il "cilindro" dal bordo, troverà fra gli spazi di ogni strato un discreto spazio, ma quando si tenta di passar dove invece ci sono le spirali, lo spessore di indio sarà notevole. Ovviamente van adottate misure per gli elemnti che siano appropriate. . -
Area51.
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Per Ennio:
Ciao,scusa la mia ignoranza ma
l'indio115 e gia instabile come elemento?
(elemento/percentuale in natura/peso atomico/spin/tempo di decadimento /emissione)
115In /95.72% /114.9039/ 9/2 /4.4x10^14 anni/ Beta-
Non potrebbe influenzare sulla misurazione,pur avendo un tempo molto lungo di decadimento?
Un abbraccio
Fernando
Edited by Area51 - 17/9/2005, 10:23. -
Ennio Vocirzio.
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Saluto l'amico Area51, HellBlow e QuantumLeap, saluto anche ANC
Rispondo a Hellblow:
Si amico, hai visto giusto il problema è proprio quello. Tuttavia lavorare l'indio è un problema, si tratta di un materiale poco rigido, e comunque è importante non impedire alla luce di giungere al fotomoltiplicatore.
Sarebbe bello (ma meccanicamente molto complicato) costruire un sandwich multiplo di spessori di indio cosi come sono fatti i condensatori variabili in aria.
Rispondo ad Area51:
Non ti preoccupare, credo che hai notato che il tempo di decadimento è pari all'età dell'universo. In effetti per essere precisi alcune tavole periodiche sono costrette a riportare questo parametro, ma, la radioattività dell'indio e di diversi ordini di grandezza sotto il livello di fondo, quindi non è questo il problema. Il fatto importante è la sensibilità della testa che dipende dal volume e da come è costruita. E nel mio caso è ancora troppo bassa, comunque vedremo,....bisogna fare qualche prova sperimentale.
A presto, un abbraccio armonico a tutti voi.
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