ENEA lancia la prima piattaforma italiana per test multi-radiazione d’avanguardia

L'ENEA ha compiuto un passo significativo nel campo della ricerca tecnologica creando una rete di impianti sperimentali unica in Italia, progettata per eseguire test multi-radiazione. Questa infrastruttura innovativa è capace di operare a differenti livelli di energia e con diverse tipologie di radiazioni, tra cui elettroni, neutroni e protoni. L'iniziativa apre nuove e promettenti prospettive per settori strategici quali il nucleare, l'aerospazio e il medicale, offrendo servizi avanzati e opportunità di ricerca e sviluppo a un'ampia gamma di utenti, tra cui aziende, università, istituti scientifici, ospedali e centri clinici.

Attualmente, la piattaforma di ricerca ENEA si articola su quattro impianti principali. Questi includono il reattore sperimentale veloce TAPIRO per la produzione di neutroni veloci, situato presso il Centro Ricerche ENEA Casaccia a Roma. Nel Centro Ricerche ENEA di Frascati, sempre a Roma, si trovano invece l’acceleratore lineare REX per la generazione di fasci di elettroni, l’acceleratore lineare di protoni TOP-IMPLART e il generatore di neutroni FNG. La rete è destinata ad espandersi ulteriormente a breve con l’integrazione di due nuovi impianti: il reattore nucleare di ricerca TRIGA-RC1 e la facility Calliope per l’irraggiamento gamma, entrambi situati presso il Centro Casaccia. Tutte le attività sperimentali di irraggiamento sono pianificate e realizzate in stretta collaborazione con l’Istituto di Radioprotezione dell’ENEA, garantendo una gestione accurata delle configurazioni sperimentali e delle misure necessarie per ciascun set di irraggiamento.

Michele Croia, ricercatore del Dipartimento Nucleare di ENEA, spiega che la piattaforma nasce dalle esperienze maturate all'interno del progetto ASIF dell’Agenzia Spaziale Italiana. L'obiettivo è mettere a sistema competenze e infrastrutture di diversi laboratori ENEA per condurre esperimenti di irraggiamento con diversi tipi di radiazione sullo stesso campione. Questo approccio offre un vantaggio concreto, consentendo di accelerare lo sviluppo di soluzioni tecnologiche innovative, sicure ed efficienti, pronte per un rapido trasferimento al mondo produttivo.

Per testare l’intera catena operativa di multi-irraggiamento, i ricercatori ENEA hanno avviato una prima campagna sperimentale sul guscio esterno di un piccolo satellite CubeSat. Al suo interno è stato inserito un dosimetro di radiazioni identico a quelli utilizzati nella missione “CubeSat ABCS” del 2022, finanziata dall’ASI. Nunzio Burgio, anch'egli ricercatore del Dipartimento Nucleare di ENEA, sottolinea che l’obiettivo è valutare la capacità della facility distribuita di riprodurre le condizioni spaziali reali. I dati raccolti vengono confrontati con quelli della missione ABCS e integrati con simulazioni numeriche sviluppate da ENEA, permettendo di comprendere la fedeltà dell'infrastruttura nel riprodurre le sorgenti di radiazione presenti in orbita. Fino ad ora, sono stati completati i test presso tre dei quattro impianti (TAPIRO, REX e FNG), verificando la capacità di isolare il contributo di ciascun tipo di radiazione rispetto alla dose complessiva misurata.

Nel dettaglio, ogni impianto della piattaforma contribuisce con una specifica tipologia di radiazione. Il reattore TAPIRO fornisce neutroni veloci, il Frascati Neutron Generator (FNG) genera neutroni quasi monocromatici da 2.5 MeV e 14 MeV, mentre gli acceleratori TOP-IMPLART e Radiation EXperiment (REX) producono rispettivamente fasci di protoni fino a 71 MeV e fasci di elettroni da 5 MeV. Croia aggiunge che questa varietà consente di effettuare test con campi di radiazione differenti e spettri energetici variabili, fondamentali per lo studio di materiali e dispositivi destinati a operare in ambienti ostili con campi di radiazione misti.

Le principali applicazioni della piattaforma si trovano in settori dove coesistono molteplici tipi di radiazione. Nell'aerospazio, sarà possibile condurre studi avanzati sul danneggiamento di materiali, elettronica e componenti, migliorando la progettazione della strumentazione e la riuscita delle future missioni spaziali. Nel settore nucleare, si potranno testare dispositivi, componenti elettronici, materiali e rivelatori per impianti di fissione e fusione, oltre a svolgere attività di metrologia e validazione dei modelli. In ambito biomedico, la piattaforma favorirà studi di radiobiologia, lo sviluppo di radiofarmaci, ricerche sulla dosimetria clinica e la verifica dei dispositivi medicali esposti a radiazioni. Infine, nella scienza dei materiali, permetterà di analizzare i difetti indotti dalle radiazioni nei materiali innovativi e nei semiconduttori.