GALLEX Gallium Experiment

 

Approfondimento a cura di Antonio Venturelli

 νe+ 71Ga → 71Ge + e-

Gallex ha studiato i neutrini emessi nella reazione p + p → d + e+ + νe con energia Eν ≤ 0,42 MeV e nella reazione e- + 7Be → 7Li + νe con energia Eν ≤ 0,86 MeV, che costituiscono la maggior parte dell’intero flusso di neutrini solari.

νe + p → e+ + ν

ScienzaPerTutti_Gallex

Il rivelatore era dato da un serbatoio contenente 30,3 tonnellate di Gallio in forma di soluzione acida (54 metri cubi) di cloruro di gallio (GaCl3 + HCl). L’esperimento, installato nella sala A dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, era protetto dalla roccia della montagna, come se fosse schermato da 3300 metri di acqua. Gli atomi di 71Ga quando vengono colpiti da neutrini si trasformano in atomi di 71Ge, secondo la seguente reazione:

νe + 71Ga → 71Ge + e-

Tasso atteso = 1 atomo di 71Ge al giorno per 30 tonnellate di Gallio naturale. Il Germanio che deriva dalla interazione neutrinica, presente nel serbatoio sotto forma di cloruro di germanio (GeCl4) volatile, viene estratto periodicamente (poche settimane) facendo fluire nel serbatoio una corrente di azoto (N2). L’azoto trascina il GeCl4 che, alla fine del processo, è contenuto in un volume di circa 30 litri di acqua. Il GeCl4 viene successivamente trattato chimicamente e trasformato in GeH4 (idruro di germanio), che viene essiccato e purificato. Infine il GeH4 viene introdotto in contatori proporzionali miniaturizzati, per la misura degli atomi di Ge. Il germanio decade per cattura elettronica ed emette raggi X. Rivelando i raggi X si possono contare gli atomi di Germanio.

Gallex è stato operativo nel periodo 1991-1997. In questo periodo sono state effettuate 65 estrazioni e sono stati osservati 320 eventi attribuiti a neutrini solari.

Il tasso misurato è risultato = 60% del tasso aspettato

Tasso misurato = 77,5 +- 6,2 SNU

Tasso previsto = 129 +8/-6 SNU

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