PROGETTI DI RICERCA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE (PRIN) - BANDO PRIN 2022
PROGETTI FINANZIATI - UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CASSINO E DEL LAZIO MERIDIONALE
Acronimo Prin2022_CoolGal_Wyss
ID Progetto 2022JCS2CN
Titolo Progetto CoolGal: a liquid metal-cooled Beryllium target for a proton-induced Neutron Production
Responsabile Scientifico locale WYSS - Jeffery
Programma di finanziamento PRIN 2022
Ente finanziatore MUR
Ruolo responsabile Partner
Finanziamento totale del progetto
198.880,00_€
Finanziamento per UNICAS
30.600,00_€
ID CALL PRIN_2022
Abstract Progetto L'obiettivo di CoolGAL è la progettazione, costruzione e test di un innovativo sistema di bersaglio per fasci di protoni al fine di produrre neutroni veloci. CoolGal sarà utilizzato nella fase iniziale della struttura NEPIR (NEutron and Proton IRradiation), che sarà alimentata dal ciclotrone di protoni da 35-70 MeV del progetto SPES (Selective Production of Exotic Species), il quale fa parte della struttura ISOL (Isotope mass Separation On-Line) in costruzione presso il Laboratorio Nazionale di Legnaro per la Fisica Nucleare. NEPIR è concepita come una struttura versatile per l'irraggiamento di neutroni veloci e rappresenterà un'installazione unica in Italia, nonché un punto di riferimento per la ricerca europea, sia a livello applicativo che di base, e per l'industria. La sua costruzione avverrà in fasi, in base alla disponibilità di fondi. Inizialmente, NEPIR sarà utilizzata per studi di schermatura contro i neutroni veloci per applicazioni spaziali, ma la principale attività sarà l'indagine degli effetti degli eventi singoli indotti da neutroni (SEE) nei dispositivi e sistemi microelettronici. Gli SEE nelle tecnologie elettroniche all'avanguardia mostrano una dipendenza dall'energia nell'intervallo di energia dei neutroni da 0,2 a pochi decine di MeV, che può variare significativamente tra le diverse tecnologie. Gli studi SEE sono di importanza strategica per molte applicazioni dell'elettronica in industria e ricerca: reattori a fissione e futura fusione nucleare, medicina nucleare, fisica delle alte energie, applicazioni spaziali, aviazione, persino per settori più comuni come l'informazione e l'automotive. Infatti, i neutroni sono ubiqui poiché vengono continuamente prodotti nelle docce di raggi cosmici atmosferici. Lo studio degli SEE mediante neutroni di tipo atmosferico sarà l'attività principale anche per la seconda fase di NEPIR. Per la fase iniziale di NEPIR, CoolGal rappresenta un sistema di bersaglio innovativo in cui un bersaglio di berillio (Be) è immerso in un bagno statico di metallo liquido (lega eutettica di Ga, In e Sn nota come Galinstan). Il metallo liquido garantisce un buon raffreddamento per convezione del bersaglio di berillio trasferendo la potenza all'area claddizzata esterna, che può essere raffreddata da un flusso d'acqua forzato. I calcoli con MCNPX mostrano che CoolGal dovrebbe produrre uno spettro di neutroni veloci piuttosto piatto nell'intervallo di energia 35-70 MeV. I risultati preliminari dei calcoli con ANSYS, per una corrente protonica di 1 microA di protoni da 70 MeV (70 W), mostrano una temperatura limitata (28 °C) del componente di berillio, in grado di garantire il livello eccezionale di sicurezza richiesto per l'operazione presso SPES. L'affidabilità termica di CoolGAL è molto promettente per sviluppi futuri che richiedono correnti protoniche più elevate. L'obiettivo di questo progetto è studiare la capacità del bersaglio di sopportare potenze più elevate e, possibilmente, nel periodo di tempo previsto, misurare lo spettro neutronico.
SOTTO SETTORI ERC
Anno presentazione 2022
Anno Inizio Finanziamento 2023
Anno Fine Finanziamento 2025