ESS

ESS European Spallation Source

Coordinator: Santo Gammino (INFN-LNS)
Priority area: Accelerator Design Update
funding requested: 2,25 MEuro for the Accelerator Design Update


Short description
The ESS project (http://europeanspallationsource.se/), which will be a material analysis laboratory based on the high-flux neutron spectroscopy, it is an extremely important instrument to keep Europe at the forefront in research and development of innovative materials enhancing the ability of innovation for manufacturing, pharmaceutical and energy industries. This objective is considered of worldwide strategic interest and similar interests have promoted the creation of the SNS facility in USA and JPARC in Japan. For these reasons ESS was assessed of strategic interest and it was recommended for a rapid implementation by ESFRI. The European Commission has funded the ESS Preparatory Phase with 5 MÄ. In 2011 the two-year Pre-Construction phase was already started, funded by Sweden and Denmark with 60 MÄ; 17 EU countries have been involved and signed a specific MoU, including Italy. The starting of the construction phase, which total cost will be 1.5 Billion Ä, is expected for 2013 and will last about 10 years. The laboratory will be built in Lund (Sweden) and it is expected to be fully operative to the users starting from the 2025. The expected operational time should cover the following 40 years. The specific interest of Italy at the scientific level, in addition to the overall competitiveness of the industrial system, is the development of useful knowledge to create opportunities for the industry of energy, of scientific instrumentations and of quality control. Starting from 2009 INFN has had an operational role in the Accelerator Design Update (ADU) phase, with specific contributions to different non-superconducting accelerator sections: Proton Source, Radio Frequency Quadrupole and Drift Tube Linac. In the construction phase INFN contributions will be extended to the Superconducting Cavity Section of the high energy Accelerator. In particular LNS, LNL and LASA hold the know-how sector that is internationally recognized. The integration of INFN skills in the construction of the accelerator with those of CNR and Synchrotron Trieste, expressed since the Preparatory Phase of 2008, in the field of Instrumentation, allow to configure the Italian contribution to ESS as a coordinated action of the interested Research Institutions.

EUROPEAN XFEL

Progetto ESFRI

Coordinatore: CARLO PAGANI

Breve descrizione
L’Italia è uno dei partner internazionali nella realizzazione della infrastruttura ESFRI European XFEL, volta alla realizzazione di una sorgente di radiazione di sincrotrone di quarta generazione, basata sul processo FEL (Free Electron Laser), nella regione degli Angstrom. La radiazione ultra-brillante di fotoni X coerenti è generata dal fascio di elettroni da 17.5 GeV, prodotto da un acceleratore lineare superconduttivo, sviluppato a partire dalla tecnologia “TESLA” di cui l’INFN è uno dei principali artefici. L’INFN quindi dispone del necessario know-how e in Italia esistono significative realtà aziendali leader di settore. I fasci di raggi X ultra brillanti prodotti dallo European XFEL (http://www.xfel.eu) apriranno nuove aree di ricerca finora inaccessibili dalle sorgenti esistenti e consentiranno tra l’altro di mappare i dettagli atomici dei virus, di decifrare la composizione molecolare delle cellule, scattare immagini tridimensionali del nanomondo, filmare le reazioni chimiche e studiare i processi in condizioni di pressioni e temperatura estreme (simili a quelle all’interno dei pianeti). Lo European XFEL è attualmente in avanzata fase di costruzione, l’operazione dei primi componenti dell’acceleratore è prevista per la fine del 2014 e l’operazione dei primi esperimenti sulle linee di luce per il 2016. L’INFN partecipa a vari WorkPackage della realizzazione dell’acceleratore, tra i quali i più significativi riguardano la realizzazione con l’industria nazionale di metà delle 800 cavità superconduttive di accelerazione e una buona parte dei 100 criomoduli che le contengono, nonché lo sviluppo e la realizzazione del sistema di terza armonica che linearizza lo spazio-fasi longitudinale del fascio di elettroni all’uscita dell’iniettore. Il contributo totale già sottoscritto dal Governo Italiano per la realizzazione dell’European XFEL è di 33 Milioni (indicizzati 2005) e riguarda la partecipazione, attraverso l’INFN, alla costruzione dell’acceleratore superconduttivo. Questo contributo, totalmente in-kind, copre solo parzialmente il ben maggiore ritorno sull’industria nazionale generato dall’INFN attraverso il trasferimento tecnologico operato a partire dallo sviluppo della tecnologia TESLA. La comunità scientifica italiana, futura utilizzatrice della radiazione di X-FEL per esperimenti di imaging di singole particelle e spettroscopia, sta sviluppando i primi studi di fattibilità e prototipi per strumentazione di misura nel quadro di futuri ulteriori contributi in-kind (Progetti PIK gestiti da Elettra-Sincrotrone Trieste) o partecipazione a consorzi internazionali per la realizzazione delle beamlines e/o end-stations. In ambito universitario si preparano progetti PRIN per l’utilizzo di radiazione FEL e la preparazione all’utilizzo di X-FEL.

MUNES (2)

Multidisciplinary Neutron Source

Progetto premiale finanziato dal MIUR

Coordinatore: ANDREA PISENT (Laboratori Nazionali di Legnaro)
Horizoon 2020: BETTER SOCIETY
Area prioritaria: Sorgente di Neutroni - Ambiente ed Energia - Salute e Scienze della Vita
Finanziamento richiesto: 5,0 MEuro


Breve descrizione
Il progetto prevede la realizzazione di una sorgente di neutroni termici-epitermici per Boron Neutron Capture Terapy (BNCT) e per la caratterizzazione di rifiuti radioattivi basata sull’utilizzo di un acceleratore lineare di alta intensità RFQ, in fase d realizzazione presso I Laboratori Nazionali di Legnaro.
Per il primo anno si rende necessario un finanziamento di 5 MEuro per la realizzazione di un prototipo del bersaglio di produzione dei neutroni, e per lanciare lo sviluppo e la realizzazione nell’industria nazionale del sistema di alimentazione ad alta potenza per l’acceleratore lineare RFQ. Questi due elementi hanno oggi necessità di maggiore sviluppo tecnologico.

SPES

Selective Production of Exotic Species

Progetto premiale finanziato dal MIUR

Coordinatore: GIOVANNI LA RANA (UNI-INFN Napoli)
Horizoon 2020: EXCELLENT SCIENCE - BETTER SOCIETY
Area prioritaria: Fisica Nucleare - Energia - Salute e Scienze della Vita
Finanziamento richiesto: 5,1 MEuro


Breve descrizione
L’obiettivo principale di questo progetto è quello della comprensione dell’origine degli elementi presenti nell’Universo. Questo è un compito molto ambizioso e complesso che richiede lo studio delle caratteristiche dei nuclei instabili (radioattivi) attraverso i loro decadimenti e le interazioni nucleari di diverso tipo. Il progetto SPES, in fase di realizzazione presso i LNL, si basa su un nuovo ciclotrone per protoni, ad alta intensità, in grado di produrre simultaneamente 2 fasci utilizzabili per scopi diversi. Completa l’infrastruttura una sorgente per fasci radioattivi del tipo ISOL, di nuova concezione. I primi fasci radioattivi sono previsti per il 2015. L’impatto socio economico del progetto è legato allo sviluppo di nuovi materiali per rivelatori, all’elettronica, al software nonché allo sviluppo di tecniche di controllo per le sicurezze in ambito nucleare (collegato ai temi della “homeland security”). Notevole è l’impiego di ditte italiane per l’elettronica e la meccanica.

LNS-ASTROFISICA NUCLEARE (2)

Potenziamento delle Risorse Sperimentali dei LNS per Ricerche di Eccellenza nel Campo dell'Astrofisica Nucleare con Fasci Stabili e Radioattivi

Progetto premiale finanziato dal MIUR
Coordinatore: CLAUDIO SPITALERI (UNI-INFN Catania)
Horizoon 2020: EXCELLENT SCIENCE
Area prioritaria: Astrofisica Nucleare
Finanziamento richiesto: 3,0 MEuro


Breve descrizione
La disponibilità di un sistema (EXCYT) per la produzione di fasci radioattivi e la consolidata tecnica di generazione di neutroni “virtuali” attraverso la tecnica del THM porterebbe i Laboratori Nazionali del Sud
dell’INFN ad essere il primo Laboratorio nel mondo in cui sia possibile studiare reazioni tra neutroni e nuclei radioattivi non solo ai fini delle ricerche di Astrofisica Nucleare ma anche per studi di Struttura Nucleare e di Meccanismi di reazione .
Il progetto prevede il potenziamento degli acceleratori e degli apparati di rivelazione per aumentare la loro competitività internazionale e creare così un centro di eccellenza nel campo dell’Astrofisica Nucleare.