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Il Laboratorio di Fisica Nucleare nelle viscere del Gran Sasso

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I Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) rappresentano un laboratorio unico al mondo anche per l’ambiente in cui si trovano: essi sono situati a 1.400 metri di profondità, nel mezzo del più grande massiccio montuoso dell’Italia centro-meridionale nel cuore del Parco Nazionale del Gran Sasso, all’interno di una grande falda acquifera. Ciò ha determinato, in fase di costruzione, la realizzazione di notevoli lavori di captazione, drenaggio e impermeabilizzazione.
Le acque così raccolte (circa 100 l/s) vengono convogliate in una condotta posta sotto il piano autostradale, che alimenta l’acquedotto teramano.
Per quanto riguarda invece l’acqua di roccia, proveniente dagli stillicidi delle pareti dei laboratori che non ha l’idonea caratteristica per essere considerata potabile, una parte rilevante di essa (circa 100 l/s), viene immessa attraverso punti di raccolta, in un secondo circuito sotterraneo cosiddetto delle “acque di stillicidio”.
Quest’acqua, dopo aver attraversato un pozzetto situato nei pressi dell’ingresso dei laboratori, viene convogliata in una canaletta, situata in mezzeria nella galleria di sinistra dell’autostrada, che riceve tutte le acque che percolano attraverso il traforo (cosiddette “acque di lavaggio autostradale”). Nel pozzetto di cui sopra, l’acqua viene sottoposta ad un monitoraggio continuo tramite una strumentazione analitica che misura il Carbonio Organico Totale (TOC), nonché la conducibilità, il pH e la torbidità.
All’esterno, il corpo idrico ricettore di tali acque (lato Teramo), è costituito dal fosso Gravone che confluisce nel torrente “Mavone” affluente del fiume Vomano.

 

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La particolare ubicazione dei laboratori del Gran Sasso, praticamente schermati dalla montagna dal cosiddetto rumore di fondo prodotto dalla costante pioggia di particelle cosmiche che investono il nostro pianeta, permette di effettuare in questo luogo ideale di silenzio cosmico, studi sui componenti della materia con ricerche teoriche e sperimentali nei campi della fisica subnucleare, nucleare e astroparticellare.
Viene studiato in particolar modo il Neutrino, particella fondamentale (simbolo) neutra di massa estremamente piccola, tra le più numerose del nostro Universo. Si pensi che nella punta di un dito ne passano ogni secondo, senza lasciare traccia, ben 60 miliardi. L’esistenza di questa particella fu ipotizzata da W. Pauli nel 1931 per rendere conto dell’energia e della quantità di moto mancanti nel processo nucleare noto come decadimento beta. Negli anni successivi E. Fermi formulò una teoria dell’interazione debole basata sull’esistenza del neutrino. La particella fu rivelata per la prima volta da F. Reines (al quale, per questa scoperta, nel 1995 è stato assegnato il premio Nobel per la fisica) e da Clyde Cowan jr.

I Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS), uno dei quattro laboratori dell’INFN, sono i più grandi laboratori sotterranei del mondo in cui si realizzano esperimenti di fisica delle particelle, astrofisica delle particelle e astrofisica nucleare.

Situati tra le città di L’Aquila e Teramo, a circa 120 km da Roma, i Laboratori sono utilizzati come struttura a livello mondiale da scienziati provenienti da 29 paesi diversi; attualmente ne sono presenti oltre 900 impegnati in circa 15 esperimenti in diverse fasi di realizzazione.

Le strutture sotterranee sono collocate su un lato di un tunnel autostradale lungo 10 chilometri che attraversa il Gran Sasso, direzione Roma, e consistono di tre grandi sale sperimentali, ognuna delle quali misura circa 100 m di lunghezza, 20 m di larghezza e 18 m di altezza e tunnel di servizio, per un volume totale di circa 180,000 m3. I 1400 metri di roccia che sovrastano i Laboratori costituiscono una copertura tale da ridurre il flusso dei raggi cosmici di un fattore un milione.

Il centro Direzionale e le strutture di supporto, quali uffici, servizi vari, biblioteca e mensa, sono ubicati nei laboratori esterni.

Compito dei Laboratori del Gran Sasso è di ospitare esperimenti nel campo dell’astrofisica nucleare e fisica delle particelle che necessitano di un ambiente a bassa radioattività naturale nonchè di altre discipline che possono trarre vantaggio dalle sue caratteristiche ed infrastrutture.

Principali argomenti di ricerca dell’attuale programma sono: la fisica dei neutrini naturalmente prodotti nel Sole e in esplosioni di Supernova, la ricerca della massa del neutrino in decadimenti doppio beta senza emissione di neutrini, la ricerca sulla materia oscura e lo studio di reazioni nucleari di interesse astrofisico.

Sia la struttura esterna che quella sotterranea dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso rientrano nell’ambito del Parco Nazionale del Gran Sasso e dei Monti della Laga.

 

 

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Informazioni su Marco Maccaroni 959 articoli
Classe 1956, perito elettronico industriale, ho conseguito attestati riconosciuti per attività su reti cablate LAN presso la IBM Italia. Ho svolto la mia attività lavorativa c/o Roma Capitale sino al 2020. Autore, nel 2014, del sito Abruzzo Vivo.

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