European Spallation Source

Coordinatore: SANTO GAMMINO (INFN-LNS)
Area prioritaria: Accelerator Design Update
Finanziamento richiesto: 2,25 MEuro la fase di Accelerator Design Update

Breve descrizione Il progetto ESS (http://europeanspallationsource.se/), che realizzerà un impianto di analisi dei materiali basato sulla spettroscopia neutronica ad alto flusso, è di importanza cruciale per mantenere l'Europa alla frontiera nella ricerca e sviluppo dei materiali innovativi e quindi in grado di innovare la sua industria manifatturiera, farmaceutica ed energetica. Tale obiettivo è reputato di interesse strategico in tutto il mondo e ha promosso la nascita delle facilities SNS in USA e JPARC in Giappone. Proprio per queste ragioni ESS è stato valutato di interesse strategico da ESFRI che ne ha raccomandato la rapida implementazione. La Commissione Europea ha finanziato con 5 MÄ la Fase Preparatoria di ESS. Nel 2011 è stata avviata la fase biennale di Pre-Costruzione, finanziata da Svezia e Danimarca con 60 Milioni euro, cui partecipano 17 Paesi dell'Unione, tra cui l'Italia, firmatari di uno specifico MoU. L'avvio della fase di Costruzione dell'impianto, il cui costo complessivo sarà di 1.5 miliardi di euro, è previsto per il 2013 e durerà circa 10 anni. Il laboratorio verrà costruito a Lund (Svezia); si prevede di aprire all'utenza nel 2025 per 40 anni di funzionamento. L'interesse specifico dell'Italia sul piano scientifico, oltre a quello della competitività generale del proprio sistema industriale, è lo sviluppo di conoscenze utili al rilancio dell'industria energetica e delle strumentazioni scientifiche e per il controllo di qualità. A partire dal 2009 l'INFN ha avuto un ruolo operativo nella fase dell'Accelerator Design Update (ADU), con contributi specifici a diverse segmenti della parte non superconduttiva dell'acceleratore: Sorgente di Protoni, Radio Frequency Quadrupole e Drift Tube Linac. Nella fase di costruzione tale contributo si estenderà alle cavità superconduttive della sezione di alta energia dell'Acceleratore. In particolare LNS, LNL e LASA detengono un know-how nel settore che Ë riconosciuto a livello internazionale. L'integrazione delle competenze dell'INFN nella costruzione dell'acceleratore con quelle di CNR e Sincrotrone Trieste, espresse sin dalla Fase Preparatoria del 2008, nel settore della Strumentazione, permette di configurare il contributo italiano ad ESS come un intervento coordinato di più Enti.

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.

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.

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.

Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics and Applications-MegaVolts

Progetto premiale finanziato dal MIUR
Coordinatore: ALESSANDRA GUGLIELMETTI (UNI-INFN Milano)
Horizoon 2020: EXCELLENT SCIENCE – BETTER SOCIETY
Area prioritaria: Ambiente - Energia - Dispositivi Sensoriali
Finanziamento richiesto: 2,8 MEuro

Breve descrizione
Il progetto prevede la costruzione all’interno dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS nel seguito) di una “facility” unica al mondo, incentrata su un acceleratore di ioni leggeri (soprattutto protoni e particelle alfa) con tensione di accelerazione di 3.5 MV completata con due punti misura per eseguire esperimenti su bersagli di tipo solido e gassoso.
Nelle condizioni di bassissimo fondo peculiari dei LNGS, sarà così possibile studiare, con sensibilità mai raggiunte prima, processi nucleari fondamentali in ambito astrofisico ma anche per la produzione di energia per fusione nucleare e per la protezione dell’ambiente.
Da un punto di vista strumentale verranno acquisiti un acceleratore elettrostatico ad alta corrente, linee di fascio e un punto di misura equipaggiato di bersagli gassosi e apparati di misura di ultima generazione. Il finanziamento richiesto contribuisce alla realizzazione di parte del sistema acceleratore elettrostatico.

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