Laboratori Nazionali del Sud

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Acceleratori

Tandem

Il Tandem MP, costruito dalla High Voltage Engineering Corporation, è in funzione ai LNS dal 1983 e può accelerare ioni dai protoni all’oro, potendo raggiungere una tensione di terminale sino a 14MV. 

Il fascio da iniettare nel Tandem è costituito da ioni negativi (stato di carica -1) prodotti in una sorgente ‘sputtering’, installata su una piattaforma che consente di raggiungere un’energia di iniezione massima di 450keV.

Per mantenere l’elevato potenziale elettrico di accelerazione l terminale, sino al 2015 il trasporto delle cariche elettriche era basato sull’utilizzo di una cinghia isolante, trascinata ad una velocità massima di 17 metri al secondo. A gennaio 2015 il sistema a cinghia è stato sostituito con il nuovo sistema Pelletron, basato sull’utilizzo di una catena costituita da una serie di cilindri metallici (pellets) collegati fra loro con delle strutture isolanti in nylon, che trasporta le cariche al terminale con un’elevata efficienza ed affidabilità. Con questo upgrade la stabilità della tensione al terminale è di gran lunga più stabile rispetto a quella che si aveva con la cinghia, presentando oscillazioni che rimangono contenute entro lo 0,02 %. 

Il sistema di trasporto delle cariche e la colonna accelerante devono lavorare in un ambiente saturo di gas isolante SF6 ad elevata pressione, al fine di prevenire possibili scariche dovute agli elevati potenziali elettrici. Per tale ragione il Tandem si trova all’interno di una tank in ferro di circa 300 metri cubi, in grado di sostenere una pressione del gas superiore a 9 atm. Un complesso sistema di ricircolazione ed essiccazione del gas garantisce che durante il funzionamento vengano mantenuti i corretti parametri funzionali di purezza ed umidità.

Essenzialmente possono essere accelerati tutti gli elementi, al momento ad esclusione dei gas nobili, con un’energia che può arrivare intorno ai 200 MeV per gli ioni più pesanti e con una trasmissione prossima a 80%.

Il Tandem è un acceleratore ideale per effettuare misure a diversi valori di energia, in quanto i tempi di preparazione di un fascio e di variazione di energia sono molto rapidi. In oltre trent’anni di attività sono diversi gli ambiti scientifici nei quali i fasci Tandem sono stati utilizzati con successo, tra questi lo studio di funzioni di eccitazione e l’astrofisica nucleare. Con il Tandem è stato inoltre acceleratoil primo fascio radioattivo dei LNS, il 8Li. Oltre alle attività di ricerca scientifica, sono svariate le misure effettuate con fasci Tandem finalizzate ad attività applicative, tra queste lo studio del danno da radiazione su componentistica elettronica e la caratterizzazione di reperti archeologici.

 

 

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