SNOLAB: Monitoraggio di gas Radon in un laboratorio scientifico sotterraneo

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La richiesta

Gli esperimenti di fisica delle astroparticelle ricercano interazioni particellari rare, come quelle della materia oscura con la materia ordinaria ed il doppio decadimento beta senza neutrini.
Questi esperimenti devono essere schermati dalle radiazioni di fondo e quindi presentare un fondo radioattivo minimo. Di conseguenza, si preferiscono siti sotterranei in grado di fornire una protezione dai raggi cosmici e quindi le condizioni necessarie per lo sviluppo di tali esperimenti alla ricerca di interazioni rare o esotiche. SNOLAB è una di queste strutture. Oltre al campus sotterraneo, sono disponibili spazi per camere pulite presso l’edificio in superficie in cui vengono effettuati il montaggio dei rivelatori, lo screening dei materiali ed il relativo programma di R&D.

Il monitoraggio di parametri ambientali come la concentrazione di radon nell’aria e’ molto importante per il laboratorio e per gli esperimenti. Il 222-Rn, decadendo, emette nell’atmosfera isotopi elettricamente carichi che possono attaccarsi alle superfici dei rivelatori con una probabilità relativamente elevata di rimanere fissi. Questi isotopi, decadono ulteriormente nell’isotopo 210-Pb di lunga vita media, un emettitore beta a bassa energia, e poi nel 210-Po che emette particelle alfa. Il controllo della contaminazione indotta dal 222-Rn e le sue progenie nell’ambiente in cui i rivelatori sono assemblati è quindi un problema cruciale.

L’applicazione

NUVAP N1Plus aiuta SNOLAB a monitorare diverse aree dei laboratori sotterranei e di superficie, con particolare attenzione al contributo del radon.
Nell’ambito delle attività di ricerca di screening e analisi dei materiali, che consente la misura diretta delle contaminazioni radiogeniche, SNOLAB sta attualmente caratterizzando il rivelatore di particelle alfa “XIA UltraLo-1800” in una delle camere bianche in superficie, prima di essere trasferito nel laboratorio sotterraneo. La stanza è monitorata dal monitor N1Plus che registra i parametri di temperatura, umidità e contenuto di radon.

Radon SNOLAB
Andamento concentrazione gas radon e temperatura

SNOLAB è un laboratorio scientifico sotterraneo situato a 2 km sotto la superficie terrestre nella miniera operativa di Vale Creighton vicino a Sudbury, Ontario.
L’intero laboratorio sotterraneo è una camera pulita di 5.000 metri quadrati. Le attività di ricerca si focalizzano soprattutto sulla fisica dei neutrini e della materia oscura, ricerche scientifiche caratterizzate da interazioni particellari estremamente rare, a causa della loro apparentemente estremamente debole interazione con la materia ordinaria. Ad oggi, il laboratorio ospita sei esperimenti di materia oscura, due esperimenti sui neutrini e due esperimenti di biologia. A supporto della scienza, la struttura sotterranea ha sviluppato un impianto di deionizzazione e depurazione dell’acqua, un impianto di produzione e purificazione di uno speciale scintillatore, un’officina meccanica, un laboratorio di chimica e un’area di screening ed analisi dei materiali.

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