Neutrini e radioattività ambientale

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Giorgio Rizzi
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1 Università di Ferrara Dipartimento di Fisica Neutrini e radioattività ambientale Gianni Fiorentini Fabio Mantovani Barbara Ricci Gerti Xhixha Merita Xhixha Virginia Strati Marica Baldoncini

2 Neutrini ed antineutrini Università di Ferrara Dipartimento di Fisica Sorgenti Modelli Φ ν, ν =... r tu o p p o Thesis nity

3 Borexino experiment nity u t r o p op Thesis LM) (PhD Università di Ferrara Dipartimento di Fisica

4 Borexino is running Detection reaction in LS (no directionality): Elastic scattering: Università di Ferrara Dipartimento di Fisica May 2007 ν + e ν + e Inverse beta reaction: ν + p e + + n 1.8 MeV Energy spectroscopy: 7Be, 8B, pp, CNO, Geo-ν, Reactorν, Bk T hesi s op (PhD portun LM ity )

5 Neutrini solari e modelli Solari Università di Ferrara Dipartimento di Fisica Neutrini prodotti al centro del sole: codice numerico che simula l'evoluzione del sole Calcolo del flusso dei neutrini solari e confronto con i risultati sperimentali ty i n u t po r p o s i Thes D LM) (Ph Aggiornamento del codice evolutivo (tesi per LT e LM) Effetto dei diversi 'ingredienti' del codice evolutivo (sezioni d'urto, composizione chimica, opacità... ) sul flusso dei neutrini e su altre osservabili solari (tesi per LT e LM) Sviluppo di modelli solari 'esotici' Barbara Ricci - ricci@fe.infn.it - stanza 406 blocco C

nell ambiente, nei suoli e nelle rocce. 10 nsv/h? 2.

6 Tre idee 1. Geofisica nucleare studiare la distribuzione della radioattività naturale (U, Th e 40K) ed artificiale (137Cs ) nell ambiente, nei suoli e nelle rocce. 10 nsv/h? 2. Tecnologia nucleare per l ambiente sviluppare prototipi, strumenti innovativi e brevetti per misure di spettroscopia gamma in situ ed airborne. 3. Futuro Stimolare startup basate su un know-how d eccellenza nelle tecnologie nucleari applicate al monitoraggio ambientale.

7 Natural radioactivity map of Italy ITALRAD Period: Sponsor: MIUR (Progetto premiale INFN 2012) New collaborators are very welcome!

8 Spettroscopia gamma a diverse scale In laboratorio ~ 0.1 m In volo In situ 10m m ~~10 ~ 100 m

3L NaI(Tl) detector ~ 4 kg zaino Veloce Standard acquisition time: 5-10 min Lunga autonomia Elettronica integrata USB Digibase (1024 channel)

10 Misure in situ Lo Za_NaI è uno strumento portatile dedicato alla determinazione quantitativa insitu della radioattività gamma di origine naturale ed antropica. Richieste Soluzioni Portatile 0.3L NaI(Tl) detector ~ 4 kg zaino Veloce Standard acquisition time: 5-10 min Lunga autonomia Elettronica integrata USB Digibase (1024 channel) Power Aut.: 6 hours Risposta in real time Laptop EeePC Asus Software Maestro Sensori accessori USB GPS antenna, USB Temp & Humidity sensor Risoluzione energetica Energetic resolution 12.5% (662 kev 137Cs), 15% (122 kev 57Co) Strumento

11 Rilevamenti in situ

Airborne Gamma-Ray Spectrometry We adopted the

different international experiences. ~ 100 km/h ~ 100 m ~ 0.

territory. * International Atomic Energy Agency.

12 Airborne Gamma-Ray Spectrometry We adopted the recommendations of IAEA*: it permits a comparison between different international experiences. ~ 100 km/h ~ 100 m ~ 0.5 km The aircraft has to follow the morphology of the territory. * International Atomic Energy Agency. Guidelines for radioelement mapping using gamma-ray spectrometry data. IAEA-TECDOC-1363, Vienna; 2003.

AGRS_16: our equipment channel 5 channel 1 channel 2 channel 3 channel 4 4 NaI(Tl) detector 4 Lit. (102 x 102 x 406 mm) 1 NaI(Tl) detector 1 Lit. (102 x 102 x 102 mm) Energetic resolution 8.

15 AGRS_16: our equipment channel 5 channel 1 channel 2 channel 3 channel 4 4 NaI(Tl) detector 4 Lit. (102 x 102 x 406 mm) 1 NaI(Tl) detector 1 Lit. (102 x 102 x 102 mm) Energetic resolution 8.5% at 662 kev (137Cs) Channels 1024 (512, 256) Real-time feedback notebook (smartphone & tablet) Power autonomy 3 hours (without external batteries) Dimensions L 75 cm x W 45 cm x H 50 cm Weight (total) ~ 115 kg Output List mode events (individual & composite spectra) Spectrum analysis (off-line) FSA with NNLS constrain (stripping ratio method) Auxiliary sensors GPS, Pressure & Temperature

Desiderata MODULARITÀ: ciascun sensore deve essere in grado di funzionare

16 Radgyro: piattaforma volante multiparametrica Sensori a bordo: Camera termica Camera IR Camera Visibile Rivelatore raggi gamma Sensori accessori: GPS + Altimetro + PC Desiderata MODULARITÀ: ciascun sensore deve essere in grado di funzionare indipendentemente dagli altri CENTRALITÀ: tutti i sensori devono essere collegati ad un unico computer

17 Radgyro: schema strutturale Elettronica Elettronica Elettronica Tempo: t Elettronica channel 5 Elettronica channel 1 channel 2 channel 3 channel 4

18 Radgyro: settings RGB Gamma GPS IR

19 Stato dell arte

20 Blocco posizionamento 2 Altimetri radar, Micro Radar Altimeter UMRR-0A. 4 antenne EVK-6T-0 u-blox 6 Evaluation Kit with Precision Timing.

21 Blocco immagini RGB 3 camere Nikon D800 pentaprisma + obiettivo fisheye + 20 mm Stabilizzatore per camere PhotoShip One RGB 3X Pro HD

22 Blocco immagini IR Tre bande: 1) μm; 2) μm; 3) μm

23 Our AGRS surveys Hours of flight: 70 h (Tuscany), 74 h (Veneto) N of effective flights: 33 (Tuscany), 34 (Veneto) Period: April July 2010 (Tuscany), March August 2012 (Veneto)

24 Map of U distribution

25 The average radioactivity of the Earth s crust is about 1400 Bq/kg

26 La tesi: una finestra sul mondo e v i d! i v e t i t r

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