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Ricerca

Il LENA gestisce principalmente un reattore nucleare di ricerca di tipo TRIGA Mark II.
L’acronimo TRIGA “Training Research Isotope Production General Atomics” definisce le attività per le quali il reattore è stato progettato: il training e la formazione di personale, la ricerca nucleare in generale, la produzione di radionuclidi.
Il reattore, costruito dalla General Atomics, ha una potenzatermica di 250 kilowatt in regime stazionario.

Il reattore è utilizzato quotidianamente per svolgere molteplici attività di ricerca, tra le quali:
analisi di materiali e di campioni ambientali per la determinazione di elementi in traccia mediante il metodo dell’analisi per attivazione
neutronica.
Questo metodo si basa semplicemente sul principio che un elemento stabile, nel momento in cui interagisce con un neutrone, può diventare radioattivo e quindi rilevabile mediante una adeguata strumentazione di misura. Un esempio di applicazione di questa tecnica è la caratterizzazione di campioni alimentari di vario genere ai fini della sicurezza e qualità alimentare.
Una delle attività ha riguardato la caratterizzazione del Grana Padano.
Il Consorzio del Grana Padano produce 4 milioni di forme all’anno (che corrispondono a un giro d’affari di circa 2 miliardi di euro) di cui il 10% circa viene esportato sul mercato internazionale sotto forma di grattugiato. Quindi sono 200 milioni di euro all’anno di business sul grattugiato del solo Grana Padano per il quale il rischio di contraffazione è molto alto. E non si tratta solo di potenziale
danno economico ma anche di un rischio per la salute dei consumatori.
Questa tecnologia nucleare non solo risponde alle esigenze commerciali di tutela di un marchio, ma aiuta anche a garantire la sicurezza dei consumatori e la qualità degli alimenti.
Irraggiamento con neutroni di materiali superconduttori e semiconduttori in modo da indurre una variazione delle loro caratteristiche e del loro comportamento.
Studio di fenomeni di radiolisi dei polimeri mediante l’induzione di alterazioni nella struttura reticolare per mezzo di opportuni campi di radiazione.

Studi per la caratterizzazione di materiali relativamente alle loro proprietà nucleari:
Di recente è stato realizzato uno studio, commissionato da una azienda privata, per la caratterizzazione nucleare di oli lubrificanti che dovevano essere utilizzati in presenza di materie fissili.

Studio dei danni indotti dalle radiazioni su componenti elettronici per applicazioni aerospaziali e per le macchine acceleratrici:
I componenti elettronici utilizzati in ambito aerospaziale e per la costruzione di macchine acceleratrici (tra le quali anche gli acceleratori per uso medicale), sono soggetti a flussi considerevoli di radiazioni e per questo degradano il loro comportamento e le loro caratteristiche di risposta nel corso del tempo.
Studio del comportamento di strati sottili di materiali fissili che si ipotizza possano essere utilizzati in futuro per la realizzazione del motore spaziale nucleare per il viaggio su Marte.

Analisi di materiali e di manufatti antichi e determinazione della loro provenienza geografica:
Utilizzando la tecnica di analisi per attivazione neutronica è stato possibile stabilire la provenienza geografica di manufatti in marmo.

Studio dell’usura degli utensili per lavorazioni industriali:
Questo metodo può essere utilizzato per utensili quali le frese e le punte dei trapani ed è un’applicazione innovativa per questo campo di indagine.

Produzione di prodotti marcati per diagnostica medica:
Ci sono radionuclidi che si producono utilizzando i ciclotroni, ma ci sono radionuclidi che si possono produrre unicamente o con maggior
efficienza utilizzando i reattori nucleari. Di recente sono stati prodotti composti marcati a base di samario da utilizzare in trial clinici in Inghilterra.
terapia oncologica sperimentale per il trattamento di tumori epatici multifocali mediante irraggiamento con neutroni (BNCT – Boron
Neutron Capture Therapy).

Il LENA gestisce inoltre una serie di apparecchiature di irraggiamento e di facility:

generatore a raggi X:
attualmente impiegato per svolgere irraggiamenti di fibre ottiche nell’ambito di attività di ricerca relative alla studio del danno indotto da radiazioni
ionizzanti in tali materiali.

sorgente gamma di cobalto-60:
impiegata per lo svolgimento di numerose attività di ricerca nel campo della chimica delle radiazioni da parte dei Dipartimenti di Chimica Generale
(Spettroscopia EPR di intermedi radiolitici e Chimica delle Radiazioni di materiali polimerici), di Elettronica, di Chimica e Tecnologie Farmaceutiche (Sterilizzazione con radiazioni di formulazioni farmaceutiche), di Genetica e Microbiologia (Ricerche di radiobiologia cellulare).

Laboratorio di radiochimica:
impiegato per la manipolazione di radionuclidi e per l’esecuzioni di analisi strumentali e analisi chimiche.

Ciclotrone da 18 MeV protoni:
impiegato per la produzione di radionuclidi per uso medicale.

L’attività di ricerca presso il LENA è condotta dal personale del Laboratorio e da ricercatori appartenenti ai Dipartimenti di Fisica Nucleare e Teorica, Chimica Generale e Biologia Animale dell’Università di Pavia e all’Unità di Radiochimica e Spettroscopia dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) e all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) Sezione di Pavia.