M. Lattuada Sabaudia, 13 settembre 2005 · Principali obiettivi dei LNS negli ultimi anni •...

M. LattuadaSabaudia, 13 settembre 2005

Principali obiettivi dei LNS negli ultimi anni

• Attrezzare e rendere fruibile la nuova sala sperimentale

• Utilizzare in pieno le attuali risorse (Tandem, Ciclotrone Superconduttore e rivelatori)

• Ultimare EXCYT e MAGNEX ed avviare la relativa sperimentazione

• Utilizzare a regime la facility di protonterapia CATANA per scopi clinici

• Completare la fase 1 di NEMO (R&D per il telescopio km3 di neutrini)

Principali obiettivi dei LNS negli ultimi anni

M. Lattuada - Sabaudia, 13 settembre 2005

MAGNEX

Camera di CHIMERA

CATANA

E’ stata completata la nuova area sperimentale con tre nuove sale. Sono stati eseguiti test di fascio nelle sale di CATANA e MAGNEX.

Primi pazienti trattati nella nuova sala in Aprile e Luglio 2005

Primo fascio inviato in Aprile 2005


AttivitAttivitàà degli Acceleratori degli Acceleratori

Negli ultimi anni il tempo dedicato alle operazioni con gli acceleratori è stato ridotto per lasciare spazio e risorse al completamento di EXCYT. E’ stato così possibile completare la fase di assemblaggio dell’intera facilityall’inizio del 2005 e di cominciare il commissioning.

Contemporaneamente il programma sperimentale con fasci stabili è andato avanti, grazie al buon livello di affidabilità raggiunto dagli acceleratori e tutti gli esperimenti approvati dal PAC sono stati condotti a termine.

M. Lattuada - Gaeta, 13 settembre 2005M. Lattuada - Sabaudia, 13 settembre 2005

BeamBeam time time statisticsstatistics (2001(2001--2004)2004)

2001 10 months2002 8 months2003 8.5 months2004 5 months

0500

10001500200025003000

2001 2002 2003 2004

Hours

DeliveredSettingFailures

Data scaled to 8 months

0500

10001500200025003000

2001 2002 2003 2004

Hours

Delivered

Setting

Failures

Data scaled to 8 months

M. Lattuada - Gaeta, 13 settembre 2005Sabaudia, 13 settembre 2005M. Lattuada -

AX E (MeV/a.m.u.)H2+ 62H3+ 452D+ 35,624He 25He-H 217Li 5012C 23,6212C 8013C 4514N 6216O 25,6218O 1519F 35,40,5020Ne 21,40,45,6232S 19.535Cl 19.536Ar 1640Ar 15,4040Ca 10,25,4058Ni 16,23,25,30,35,40,4562Ni 25,3586Kr 15,21,2593Nb 15,17,23,30,38112Sn 15.5,35,43.5116Sn 23,30,38120Sn 40124Sn 15,25,30,35197Au 10,15,20,21,23

Fasci di ciclotrone prodottiFasci di ciclotrone prodotti

Fasci sviluppatiFasci 2003-2004 Deflettore elettr.Limite di bending &ECR

0102030405060708090

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Mass (a.m.u.)

Ener

gy (M

eV/a

.m.u

.)

12C 80 MeV/a.m.u. prodotto nel 2004

112Sn 43.5 MeV/a.m.u. prodotto nel 2004


Sommario degli esperimenti approvati dal Comitato Scientifico dei LNS per il 2005

n.6 Esperimenti di Fisica Nucleare con il CS 1072 h(GDR, multiframmentazione, equazione di stato)

n.5 Esperimenti di Fisica Nucleare con il Tandem 408 h(Struttura nucleare, astrofisica nucleare)

n.4 Esperimenti di Fisica Nucleare con EXCYT 960 h(Struttura nucleare, astrofisica nucleare)

n.6 Test e sviluppo di rivelatori 472 h(Hardness, analisi di forma del segnale, Panda, Magnex)

(2912 h)

n.6 Interazione dei fasci ionici con la materia biologica 126 h(Danneggiamento cellulare e processi di recupero)

n.5 Altre applicazioni con fasci ionici 896 h(Litografia ionica, beni culturali, danneggiamento di materiali indotto da fasci ionici)

(1022 h)


CHIMERACHIMERA

536 (assegnato)32005

89342004

106882003

Tempo di fascio (ore)

Numero di esperimenti


Rivelatore di piano focale

Il FPD, realizzato in collaborazione con GANIL,

è pronto e montato.

Rivelatore di start

PSD basato su tecnologia di

microchannel plate

MAGNEXElementi principali

Rivelatore di start sensibile alla posizione;Quadrupolo di focalizzazione verticale; Dipolo;Rivelatore di piano focale con informazione sulla direzione dello ione, sulla sua energiacarica e massa.

MAGNEX


MAGNEXE < 30 MeV/amu

2 < A < 40

E < 25 MeV/amu

40 < A < 93Limiti

superiori

Stato di MAGNEX

Novembre 2004: eccitazione dei magneti a piena potenza

Fine 2004: tutti i componenti pronti, esclusa la camera di scattering

Aprile 2005: test con un fascio di 16O da 80 MeV

Entro 2005: commissioning con fasci stabili

90% accettanzamax

1 / 200

1 / 2000

1 / 300Risoluzione in massa

1 / 5400Risoluzione in momento

± 10 %Accettanza in momento

51 msrAngolo solido

1.8 TmMassima rigidità magnetica

Principali parametri di MAGNEX

MAGNEX


Nell’immediato futuro:

EXCYT: EXCYT: prodotto il prodotto il primo primo fascio di fascio di 88Li

Trasporto del fascio di 8Li ed accelerazione

Primo esperimento a Novembre 2005

All’inizio del 2006, completamento del programma sperimentale approvato dal PAC

Li


Programma sperimentale di EXCYT Programma sperimentale di EXCYT

approvato dal Comitato Scientifico dei LNS per il 2005

•Misura della funzione di eccitazione di scattering α - 8,9Li in cinematica inversa, con il metodo del bersaglio “infinito”, allo scopo di studiare risonanze associate a configurazioni a cluster di 12,13B.

•Misura della sezione d’urto del processo 8Li(α,n)11B nel range di energia da circa 1.5 MeV fino al picco di Gamow (∼ 0.5 MeV). Questa èuna reazione chiave nel modello del Big-Bang disomogeneo.

•Misura della sezione d’urto totale delle reazioni 8,9Li + 28Si ad energie prossime alla barriera per determinare il raggio degli isotopi radioattivi del Litio.

•Esperimento preliminare con MAGNEX mirato allo studio degli stati del nucleo 8He usando la reazione di scambio di carica 7Li(8Li,7Be).

approvato dal Comitato Scientifico dei LNS per il 2005


Limite di EXCYT: intensitLimite di EXCYT: intensitàà del fascio primariodel fascio primario

…… verso EXCYT2 ?verso EXCYT2 ?Incremento della potenza di fascio primario fino a 20 kW con un nuovo

Superconducting Cyclotron for Exotic Nuclei (and Therapy) SCEN(T)


MAGNEX

CATANA

SCENM. Lattuada - Gaeta, 13 settembre 2005M. Lattuada - Sabaudia, 13 settembre 2005

Dote di EXCYT per EXCYT2Dote di EXCYT per EXCYT2

• Esperienza acquisita con EXCYT• Sistema bersaglio-sorgente• Sistema di manipolazione remota e stoccaggio di parti attivate• Piattaforme • Separatore• Diagnostica

Cosa porterebbe EXCYT2Cosa porterebbe EXCYT2

• Intensità 50-100 volte maggiori di EXCYT per i fasci attuali • Possibilità di produrre fasci più esotici• Disaccoppiamento dal CS• … in prospettiva, possibilità di post-accelerazione con CSe quindi maggiore energia e maggiore varietà di fasci

N.B.: Durante l’installazione di SCENT poca interferenza con l’operatività degli altri acceleratoriScarso (o nullo) overlap con SPES (per tempi, fasci, energia)


LNS

Degrader

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6

Q7 Q8 Q9D1

D2Bersaglio di prod.

F R I BsF R I BsIn In FFlight light RRadioactive adioactive IIon on BBeameamss

@ LNS@ LNS(G. (G. Raciti Raciti et al.)et al.)

FRAMMENTAZIONE DEL PROIETTILE

Bersaglio secondario (∆E,ToF) (x,y)

(A,Z), E

Ione secondarioSi-Strip

16×16

Hodo


Risultati recenti di Risultati recenti di FRIBsFRIBs::

Fascio primario: 300 enA di 20Ne @ 45 AMeVBersaglio di produzione: 9BeRate complessivo dei frammenti: 4 104 pps

Rese

compat

ibili c

on

le pre

vision

i di E

PAX

Bersaglio secondario: 12C (nella camera di TRASMA)Rivelatori: HODO (BIG e SMALL)

Scatter plot DE-E in uno dei telescopi di HODO

Scatter plot DE-E in uno dei telescopi di HODO con selezione di 21Na nel rivelatore a strip

Trasmissione su altre linee(CHIMERA) da verificare


Sviluppo di fasci Tandem di Sviluppo di fasci Tandem di 1414CC

• Reperito possibile fornitore di pastiglie di FeC arricchito• In fase avanzata di studio gli inconvenienti dovuti a contaminazione• Necessità di dedicare una sorgente con relativi sistemi di pompaggio

Possibili studi sperimentali con fascio di Possibili studi sperimentali con fascio di 1414C:C:(Lettere di intenti presentate al PAC dei LNS)

• Reazioni di doppio scambio di carica (14C,14O) (Magnex)

• Processi di transfer di quattro neutroni (14C,10C) (Magnex)

• Esperimenti di “particle spectroscopy” per lo studio del clusteringe delle deformazioni associate in isotopi ricchi di neutroni

• Studio di stati risonanti di isotopi dell’Idrogeno ricchi di neutroni


Piano di attivitPiano di attivitàà a breve termine (2005a breve termine (2005--06)06)• Esperimenti con fasci stabili, utilizzando i rivelatori esistenti e avvio della sperimentazione con MAGNEX

• Esperimenti con i fasci radioattivi di EXCYT

• Produzione del fascio di 14C ed esperimenti, dopo approvazione del Comitato Scientifico

• Eventuali esperimenti con fasci secondari di FRIBs, dopo approvazione del Comitato Scientifico

• Continuazione degli studi per la progettazione di EXCYT2

• Gruppo di lavoro sulla fisica con EXCYT2

Prospettive a medio termine (3 Prospettive a medio termine (3 –– 5 anni)5 anni)• EXCYT2 - Upgrading della facility di fasci radioattivi


Tesi di laurea e di dottorato (UNICT)svolte nei LNS dal 2003 o in corso di svolgimento,

su argomenti di interesse della fisica nucleare (esperimenti, modelli, rivelatori, acceleratori,…)

Tesi di Laurea: Tesi di Laurea: 3131 (di cui 12 con borse INFN per laureandi)(21 presentate + 10 in corso)

Tesi di Dottorato:Tesi di Dottorato: 1515(8 presentate + 7 in corso)

… ed in una fase di regressione delle iscrizioni a fisica è un dato gratificante !


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