Microscopi dell'invisibile

10. Acceleratori nella società

percorso di Silvia Miozzi

Quanti acceleratori di particelle ci sono al mondo e soprattutto quali sono i più diffusi e dove vengono impiegati?


Sviluppati in origine per investigare le leggi fondamentali della natura, oggigiorno gli acceleratori sono molto più che uno strumento per la ricerca di base. Il ruolo che rivestono nell’industria è un esempio di quanto sia significativo il loro impatto sulla nostra vita quotidiana.
In questa sezione vedremo alcune delle più importanti applicazioni degli acceleratori in vari campi: elettronica, diagnostica medica, trattamento dei tumori, analisi di opere antiche e protezione dell’ambiente.


Sarà sorprendente scoprire che di tutti quelli esistenti, circa 30000, solo il 5% è impiegato nella ricerca e così distribuito:
0,5% nella ricerca in fisica di base
0,5% nella ricerca in fisica applicata
4% nella ricerca in biologia


I due campi di applicazione più comuni sono la medicina (35%)  in particolare per  la diagnosi e il trattamento dei tumori e la produzione di radiofarmaci, e l’industria (60%) in particolare per  il drogaggio di semiconduttori con impiantazione di ioni.


Abbiamo visto nelle precedenti sezioni che un acceleratore dedicato alla ricerca di base è in realtà un complesso sistema di più acceleratori, ognuno dei quali con una funzione specifica, che occupa vaste aree dedicate.
Per utilizzare fasci di particelle per scopi industriali, nella medicina o dentro un museo è necessario che l’acceleratore non sia troppo grande ma che raggiunga l’energia desiderata. Negli ultimi anni la tecnologia, soprattutto applicata allo sviluppo di nuove cavità RF, ha permesso la realizzazione di sistemi sempre più compatti.
Una delle ricadute più singolari dell’impiego degli acceleratori è lo sfruttamento della  radiazione di sincrotrone.


La radiazione di sincrotrone è una radiazione elettromagnetica, con uno spettro di emissione continua (dall’infrarosso ai raggi X ed oltre), emessa da particelle cariche che viaggiano a velocità relativistiche, costrette da un campo magnetico a percorrere una traiettoria curva. Tale radiazione, detta anche luce di sincrotrone, è emessa nella direzione del moto in uno stretto cono tangente la traiettoria della particella. È generalmente considerata un inconveniente perché causa la perdita di energia, ma per le sue caratteristiche di quasi monocromaticità, elevata intensità e alta collimazione, a partire dal 1950  si sfrutta come strumento di analisi in spettroscopia e cristallografia, illuminando i campioni con questa particolarissima luce utilizzando la parte dello spettro tra l’infrarosso ed i raggi X. Oggi molti sincrotroni sono costruiti al solo scopo di generare radiazioni di sincrotrone, utilizzata nei campi più vari: dalla biologia allo studio della struttura di proteine e virus, all’analisi dei materiali. In Italia uno di questi acceleratori è il Centro di Ricerca Elettra a Trieste.

L’INFN vanta una scuola di acceleratori eccellente ed è un ente impegnato da sempre non solo nello sviluppo di nuove tecniche di accelerazione ma anche della loro applicazione.

trieste sincrotone

Elettra Sincrotrone Trieste

© 2002 - 2021 ScienzaPerTutti - Grafica Francesca Cuicchio Ufficio Comunicazione INFN - powered by mspweb

PRIVACY POLICY