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Arrivano le nanospugne per rilevare i gas radioattivi

gas radioattivi
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Un team di ricerca dell’Università di Milano Bicocca ha messo a punto un sistema per rilevare la presenza di gas radioattivi basato su cristalli di nanospugne e rilevatori ad alta sensibilità. 

Di radioattività si è tornati a parlare con le minacce alla sicurezza della centrale nucleare ucraina di Zaporizhzhia, a causa dell’invasione russa. Ma dalle centrali nucleari (quelle attive, all’estero, e quelle in fase di decommissioning in Italia) fino alla medicina o al radon negli edifici, con la radioattività e i gas radioattivi dobbiamo fare i conti: il loro monitoraggio e la loro gestione rappresentano dunque aspetti cruciali per la nostra sicurezza. Un progresso importante in questo ambito potrebbe arrivare dai ricercatori del dipartimento di Scienza dei materiali dell’Università di Milano-Bicocca, che hanno messo a punto una nanospugna in grado di rivelare i gas radioattivi. I risultati della ricerca, guidata dai professori Angelo Monguzzi, Angiolina Comotti, Silvia Bracco e Anna Vedda, sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Nature Photonics. 

Gas radioattivi: un nuovo materiale per rilevarli 

Il radon è un gas inerte e radioattivo di origine naturale che, se inalato, può danneggiare il Dna delle cellule e causare il tumore al polmone. Ma è un gas inodore e incolore, difficile da individuare. La storia ci ricorda quanto sia essenziale individuare tempestivamente eventuali perdite di gas radioattivi dalle centrali nucleari e quanta attenzione serva per gestire i rifiuti provenienti dagli impianti. Il nuovo materiale creato alla Bicocca, basato su cristalli di nanospugne scintillanti, potrebbe rendere tutto questo più semplice. “Gli attuali rivelatori, basati su scintillatori liquidi, necessitano di preparazioni laboriose e costose, e la loro sensibilità è fortemente limitata dalla solubilità dei gas. La sfida tecnologica dalla quale siamo partiti – racconta Angelo Monguzzi professore di Fisica sperimentale – è stata quella di individuare nuovi materiali scintillatori solidi che fossero contemporaneamente in grado di concentrare il gas radioattivo ed emettere luce visibile, rivelata con elevata sensibilità”. Il materiale realizzato dai ricercatori italiani è uno scintillatore che assorbe gli atomi di gas radioattivo e, quando questi emettono radiazione ad alta energia, produce un impulso di luce. La frequenza luminosa viene registrata da un dispositivo di rivelazione prototipo con una sensibilità più che doppia rispetto ai rivelatori commerciali. Questo sistema, che combina nanospunga e rilevatore ad alta sensibilità, permetterebbe dunque di indentificare la presenza di gas radioattivi molto prima delle strumentazioni attuali. Tuttavia lo stato di avanzamento della ricerca non permette ancora di valutare i costi di industrializzazione. Il sistema è ancora allo stadio di primo prototipo e solo quando la progettazione verrà ottimizzata verranno date stime realistiche sulla produzione industriale. Ma la professoressa Angiolina Comotti è ottimista: “proseguiremo la nostra ricerca seguendo un programma di sviluppo fino a realizzare un prototipo in grado di sostituire le tecnologie in uso per la rivelazione di queste sostanze con un dispositivo più semplice, meno costoso e molto più performante”.

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