A) INTRODUZIONE AGLI ACCELERATORI DI PARTICELLE

Tutor: Carlo Roncolato, Carlo Baltador

B) ALLA SCOPERTA DEL NUCLEO ATOMICO:

L'ESPERIMENTO DI RUTHERFORD

(abbinato al tema C)

Tutor: José Javier Valiente Dobón, Daniele Mengoni,

Irene Zanon, Giorgia Pasqualato, Daniele Brugnara

C) INFORMATICA E FISICA SPERIMENTALE

(abbinato al tema B)

Tutor: Gozzelino Andrea, Toniolo Nicola, Gulmini Michele

L’informatica-computer, software, reti di comunicazione, web, sistema di immagazzinamento dati, monitoraggio on line, gestione e programmazione di schede elettroniche – ha un ruolo di primo piano negli esperimenti di fisica. Il percorso prevede la presentazione degli scenari in cui l’elettronica e l'informatica collaborano con la fisica. L’oscilloscopio e i moduli elettronici sono utili nelle fasi di progettazione e allestimento di un esperimento. Il calcolatore è lo strumento principale per l'acquisizione, l'analisi e la costruzione della rappresentazione dei dati provenienti da un esperimento. Gli studenti in stage impareranno a trattare i segnali elettronici, gestiranno un sistema di acquisizione dati (DAQ) con trigger, provvederanno ad immagazzinare i dati su sistemi di memorizzazione permanente, analizzeranno e pubblicheranno i dati sperimentali raccolti, in un sito web da loro disegnato. Gli studenti lavoreranno in collaborazione con i colleghi del percorso di fisica nucleare sperimentale per svolgere un’esperienza con sorgenti α sull’interazione radiazione-materia e l’esperimento di Rutherford: lo studio dei fenomeni fisici, la preparazione dell'apparato sperimentale, la misura e l’interpretazione dei dati saranno svolti in comune. Si formerà così un gruppo di lavoro, come è nella realtà delle collaborazioni scientifiche di fisica sperimentale. Le misure presso la sala sperimentale dell’acceleratore AN2000 ai LNL occuperanno una giornata di tempo macchina. Il tema è integrato da aspetti di comunicazione scientifica.

ARGOMENTI da ripassare:

Concetti di base in informatica (linguaggi di programmazione, comprensione di manuali utenti);

Concetti di base in elettronica (segnali analogici e digitali, frequenza, ampiezza);

Concetti di base in statistica (distribuzioni di conteggi, media, mediana, deviazione standard, istogramma);

Concetti di base in fisica sperimentale (misura, incertezza di misura, unità di misura, errori sistematici);

Concetti di base in geometria e matematica (angoli, espressioni letterali e numeriche, grafici).

D) TRATTAMENTI DI SUPERFICI PER LA RICERCA E  L'INDUSTRIA

Tutor: Garcia Diaz Vanessa, Tsymbaliuk Andrii, Chyhyrynets Eduard, Kotliarenko Alisa,

Zanierato Matteo, Pira Cristian, Azzolini Oscar, Stivanello Fabrizio, Keppel Giorgio

Lo stage in trattamenti di superficie per la ricerca e l’industria intende illustrare agli studenti le principali tecniche utilizzate in ambito scientifico e industriale per la lucidatura di superfici metalliche, la deposizione di film sottili funzionali e protettivi mediante tecniche PVD (physical vapour deposition) e la caratterizzazione superficiale con tecniche quali la diffrazione a raggi X e il microscopio a scansione elettronica.

Gli studenti seguiranno un proprio progetto assisti da un tutor e al contempo potranno partecipare alle attività scientifico tecnologiche del servizio di scienza e tecnologia dei materiali per la fisica nucleare dei LNL.

Argomenti da ripassare:

Concetti di base in fisica sperimentale (misura, incertezza di misura, unità di misura, errori sistematici)

Concetti di base in matematica (espressioni letterali e numeriche, grafici)

Concetti di base in chimica (nomenclatura IUPAC, reazioni chimiche)

E) SORGENTI DI IONI PER ACCELERATORI

Tutor:  Martini Denis, Alessio Galatà, Carmelo Sebastiano Gallo,

Guido Nigrelli

F)  LAVORO e SICUREZZA

Tutor: Sergio Sartor

La sicurezza sul lavoro è un punto cardine per ogni attività ed è oggetto di costante impegno per una piena tutela della salute, dell’integrità e della dignità della persona in ogni ambiente di lavoro. Gli studenti durante il loro periodo di stage impareranno a riconoscere ed identificare i rischi e i potenziali pericoli connessi con le varie attività lavorative all’interno del laboratorio. Apprenderanno le nozioni basi del “Testo Unico di salute e sicurezza sul lavoro", il quale si ripropone di costruire e diffondere la cultura della sicurezza e della prevenzione riservando ampio spazio a tutte le attività e iniziative che contribuiscono a promuovere nei lavoratori comportamenti responsabili improntati alla tutela non solo della propria incolumità ma anche di quella altrui e alla individuazione di strategie che concorrono ad un efficace contrasto del fenomeno degli infortuni sul lavoro.

ARGOMENTI da ripassare:

Conoscenze di base del Testo Unico di salute e sicurezza sul lavoro 81/2008 e s.m.i.

G) RAGGI COSMICI: FISICA, MISURE, TECNICHE DI ACQUISIZIONE DATI

Tutor: Antonio Dainelli, Stefania Canella

Il percorso prevede l’approfondimento della fisica dei raggi cosmici, la loro rivelazione con apparato sperimentale basato su due scintillatori plastici e la realizzazione di un sistema di acquisizione dati per segnali analogici nel range 0-5 V; la conversione in digitale con Registrazione dei Dati su piattaforma Raspberry PI 3; l’analisi statistica dei dati; la presentazione di dati su server web

Argomenti da ripassare:

Elementi di base di elettromagnetismo.

Cenni sui raggi cosmici

Elementi di base di programmazione (C, C++, Python, PHP, HTML)

Metodi per la preparazione di un sito web.

La rappresentazione delle funzioni nel piano cartesiano.

Elementi di statistica

Concetti di base in statistica (distribuzioni di conteggi, media, mediana, deviazione standard, istogramma)

Concetti di base in fisica sperimentale (misura, incertezza di misura, unità di misura, errori sistematici)

H) RADIOATTIVITA' AMBIENTALE: MISURE DI RADON

Tutor: Antonio Dainelli, Stefania Canella

Il radon è un gas naturale radioattivo  incolore, inodore e insapore. Appartiene al gruppo dei gas nobili e quindi è estremamente volatile e non reagisce con altri elementi. Deriva dalla catena di decadimento dell’uranio 238 e del radio 226, ha un tempo di dimezzamento di 3.82 giorni ed è presente in modo ubiquitario su tutta la terra. Il radon per le sue caratteristiche chimico-fisiche fuoriesce facilmente dal sottosuolo e si disperde rapidamente nell’atmosfera, ma tende ad accumularsi negli ambienti chiusi dove può raggiungere concentrazioni dannose per la salute umana.

Il radon è nocivo perché radioattivo: decadendo produce nell’aria elementi a loro volta radioattivi. Questi prodotti, non più gassosi e con emivita molto breve, si attaccano al pulviscolo e, se inalati, decadono all’interno dei polmoni emettendo radiazioni ionizzanti che producono un danno alle cellule bronco-polmonari che può evolversi in tumore. Per questo il radon è considerato dopo il fumo di sigaretta  la seconda causa di tumore al polmone ed alcuni studi evidenziano sinergie fra le due cause. L’OMS   (Organizzazione Mondiale Sanità) lo classifica nel gruppo 1: massima evidenza di cancerogenicità.Gli studenti prenderanno confidenza con un rivelatore attivo per il Radon e svilupperanno sulla piattaforma RaspBerry l’acquisizione e presentazione dei segnali prodotti dal rivelatore.Nei mesi precedenti lo stage gli studenti saranno dotati di rivelatori passivi da installare nelle proprie abitazioni. Durante le due settimane di stage gli studenti seguiranno una lezione frontale sul tema del Radon a cura di personale di ARPA Veneto.

Argomenti da ripassare:

Introduzione alle tematiche del Radon e dei suoi prodotti di decadimento radioattivi

Concetti di base in statistica (distribuzioni di conteggi, media, mediana, deviazione standard, istogramma)

Concetti di base in fisica sperimentale (misura, incertezza di misura, unità di misura, errori sistematici)

Concetti di base in edilizia e geologia

Documento ARPA Veneto

Opuscolo ARPA Veneto

Informazioni utili sul radon

I) MISURE DI RADIOATTIVITA’ IN MATRICI AMBIENTALI SIA IN
LABORATORIO CHE SU CAMPO

Tutor: Lucia Sarchiapone, Demetre Zafiropoulos

Cenni introduttivi sulla radioattività
Radioattività in varie matrici ambientali
Tipi di strumentazione utilizzati in laboratorio e sul campo per la rivelazionegamma
Descrizione e montaggio di una catena elettronica per spettrometria gamma
Calibrazione in energia ed efficienza di un rivelatore a germanio iperpuro
Esercitazioni in laboratorio su matrici ambientali contaminate gamma
Misure gamma su campo utilizzando un spettrometro gamma portatile
Analisi dei dati sperimentali ottenuti

Argomenti da ripassare:

Atomo, nucleo, raggi gamma
Radioattività naturale ed artificiale

J) MICRODOSIMETRIA: DAL LABORATORIO ALLA CLINICA

Tutor: Anna Selva, Anna Bianchi

Argomenti:

Dopo un’introduzione generale sulla fisica delle interazioni della radiazione con la materia, sulla microdosimetria e sui rivelatori a gas, verrà offerta agli studenti la possibilità di scegliere tra tre differenti esperienze collegate al tema, sulla base delle loro competenze e dei loro interessi.

- Sviluppo di una pagina web riguardante le attività di ricerca del gruppo (preferibilmente studenti di istituto tecnico di indirizzo informatico o con competenze di web design)

- Sviluppo e costruzione di un partitore di tensione adeguato all’utilizzo in camera da vuoto a bassa pressione (preferibilmente studenti di istituto tecnico ad indirizzo elettronico)

- Assemblaggio e test di sistema da vuoto e flusso di gas per rivelatori a gas impiegati in microdosimetria

tecnico

K) FISICA NUCLEARE: SEZIONI D'URTO e METODO MONTECARLO

Tutor: Michele Ballan, Luca Morselli

Argomenti:

Al giorno d’oggi sono numerose le applicazioni dei radionuclidi in vari ambiti della ricerca. Oltre agli esperimenti di fisica nucleare ed astrofisica, nuclei instabili sono impiegati con crescente interesse in medicina nucleare per lo studio di procedure diagnostiche e terapeutiche innovative. All’interno di questo contesto si colloca il progetto ISOLPHARM il cui scopo è la produzione di radionuclidi di interesse medico attraverso l’utilizzo delle tecnologie degli acceleratori del progetto SPES.

Con l’obbiettivo di identificare il processo produttivo ottimale con le tecnologie disponibili è necessaria una fase preliminare di simulazione, in grado di fornire sia stime di produzione del radionuclide di interesse sia indicazioni di carattere radioprotezionistico.

Tali simulazioni vengono eseguiti attraverso codici Monte Carlo che sfruttano un approccio statistico per riprodurre l’interazione tra particella e materia.

Gli studenti impareranno alcune nozioni di base di fisica nucleare e di produzione di radionuclidi e prenderanno confidenza con uno dei codici Monte Carlo più usati dalla comunità scientifica. In particolare, verrà loro richiesto di eseguire alcune semplici simulazioni per il calcolo della sezione d’urto per determinate reazioni nucleari, ossia della probabilità che una reazione avvenga in funzione dell’energia della particella incidente.

Argomenti da ripassare:

Concetti di base in informatica (uso del foglio di calcolo elettronico, sistemo operativo LINUX)

Concetti di base in statistica (distribuzioni di conteggi, media, mediana, deviazione standard, istogramma)

Concetti di base in fisica sperimentale (misura, incertezza di misura, unità di misura, errori sistematici, differenza tra misura e simulazione)

L)

M)