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Nel giugno 2024, dopo aver concluso una vasta campagna sperimentale, l’acceleratore superconduttivo PIAVE-ALPI ha raggiunto livelli di prestazione eccezionali. Punto centrale di questo successo è stata l’integrazione di tecniche avanzate di IA (Intelligenza Artificiale) con ML (Machine Learning), algoritmi di ottimizzazione bayesiana ed intelligenza di sciame (particle swarm optimization). Questi sofisticati algoritmi hanno svolto un ruolo essenziale nell’ottimizzazione dei parametri di configurazione di macchina quali le fasi delle cavità, l’ottica longitudinale e quella trasversa, permettendo il miglioramento delle prestazioni generali dell’acceleratore e il dimezzamento dei tempi d’impostazione dell’acceleratore. 

La trasmissione complessiva di ALPI ha raggiunto valori prossimi all’85% (in figura: primo fascio di Xe ad alta corrente accelerato con ALPI con 85% di trasmissione globale) , molto vicini al massimo teorico del 93% e in significativo aumento rispetto al 35% raggiunto nei decenni precedenti.

Sono risultati essenziali al raggiungimento del record anche i miglioramenti implementati sulla sorgente di ioni ECR, sul sistema RF, sui sistemi di allineamento, sui criostati, sul sistema di controllo e sulla diagnostica, oltre all’enorme lavoro di squadra portato avanti dalle tre divisioni.

Dopo un periodo di manutenzione e di riparazione di vari componenti del ciclotrone, incluso la riparazione della sorgente ionica e degli amplificatori RF, i primi fasci di protoni sono stati prodotti ed utilizzati per gli studi sperimentali sulla produzione di radioisotopi medicali. Dopo l’ottimizzazione della nuova linea di trasporto recentemente installata ai Laboratori Nazionali di Legnaro, il ciclotrone è stato ottimizzato a tre differenti energie di estrazione: 35 MeV, 50 MeV e 70 MeV. Dopo ogni ottimizzazione il fascio di protoni è stato impiegato per irraggiare foglietti sottili di diversi materiali. In particolare, nell’immagine si riporta lo spettro gamma di un target di Zn naturale irraggiato all’energia di 50 MeV, che ha permesso l’osservazione del decadimento gamma del radionuclide teranostico Cu-67 (Figura: Primo irraggiamento per la produzione di Cu-67 nell’ambito del progetto SPES).

Col raggiungimento di questa importante pietra miliare viene completata con successo la Fase 1 del progetto SPES. Ciò è stato possibile in un tempo relativamente breve grazie ad un approccio per fasi dell’implementazione del progetto e alla totale dedizione di tutte le divisioni del laboratorio.

Lunedì 17 giugno, il direttore dei Laboratori Nazionali di Legnaro, Prof. Faïçal Azaiez, ha visitato il sito della European Spallation Source (ESS) a Lund.

Erano presenti anche Andrea Pisent, coordinatore Tecnico del contributo INFN ad ESS, Francesco Grespan, che ha guidato la costruzione e l’installazione del Drift Tube Linac, e Carlo Baltador, ricercatore INFN-LNL.

La visita del direttore dei LNL si svolge a un anno dalla conclusione del collaudo a piena potenza del Drift Tube Linac fino a 74 MeV e a ridosso della riaccensione dell’acceleratore, che a partire da luglio 2024 completerà il collaudo della quinta cavità DTL e del Superconducting Linac.

A guidare il direttore nella visita all’acceleratore è stato Håkan Danared, capo della divisione acceleratori di ESS, mentre Kevin Jones, Technical Director di ESS, ha guidato il percorso a Target e Detectors.

L’INFN contribuisce alla costruzione del linac di ESS con l’iniettore, sviluppato dei Laboratori del Sud, le cavità ellittiche superconduttive di energia intermedia, realizzate dalla Sezione di Milano e i cinque tanks del Drift Tube Linac, progettati e realizzati dai ricercatori dei Laboratori Nazionali di Legnaro e della Sezione di Torino dell’INFN.

Il DTL di ESS sarà il Drift Tube Linac più potente al mondo e costituisce la parte più grande dell’acceleratore di ESS fin qui collaudato e portato alle prestazioni nominali. I risultati raggiunti nel progetto ESS dimostrano nuovamente la capacità dei LNL e dell’INFN di realizzare strutture di altissima tecnologia, con pieno controllo di tempi e costi, l’efficacia del lavoro di squadra fra le strutture INFN e i partner industriali in una vasta collaborazione internazionale.