SPECIALE RICADUTE TECNOLOGICHE

X-Facility, 15 metri quadri di alta energia

Dai buchi neri alle fratture ossee, quando occorre caratterizzare al meglio un rivelatore per raggi X, la “sala prove” dell’INAF-IASF di Roma è il luogo ideale per i test. In tutta sicurezza, con misure ad altissima precisione e la possibilità di generare anche raggi polarizzati e monocromatici.

L'interno della facility FCXP all'INAF IASF di Roma

Non lasciatevi ingannare dal nome: non è il monolocale segreto degli agenti Mulder e Scully. Di “x-files” ne produce parecchi, d’accordo, ma contengono informazioni tutt’altro che riservate, anzi. Tutti dati destinati alla pubblicazione. Perlopiù, si tratta dei risultati dei test ai quali vengono sottoposti i detector per raggi X in procinto di essere lanciati nello spazio a scopo scientifico. Strumenti, però, che possono essere impiegati anche in ambito medico. Per esempio, per ridurre sempre più la quantità di radiazioni alle quali ci tocca esporci quando dobbiamo farci una lastra. Il suo nome è FCXP (facility per calibrazione con raggi X polarizzati), ed è un laboratorio allestito dal Gruppo di astrofisica delle alte energie e tecnologie relative (AAE&TR) dell’INAF-IASF di Roma. Lo scopo? Calibrare, ad altissima precisione e in tutta tranquillità, la strumentazione per raggi X.

Nel pieno rispetto della normativa sulla sicurezza, l’ambiente di calibrazione è situato in una stanza di circa 15 metri quadri completamente schermata da uno strato di un millimetro di piombo. Al suo interno sono disponibili tubi a raggi X di media potenza (50 W) con anodi di vari materiali. Per esempio: titanio, molibdeno, oro e rodio. La posizione delle sorgenti di raggi X è regolabile grazie a un banco ottico con un sistema di slitte motorizzate, controllate in remoto via computer, in grado di muovere i rivelatori da calibrare in due direzioni in traslazione e su due assi in rotazione. Il tutto con una precisione di pochi micron. Collimatori e diaframmi permettono poi di variare la forma del fascio di raggi X.

«Fino a oggi l’abbiamo utilizzata per caratterizzare due tipi di strumenti: un polarimetro per raggi X sviluppato per andare a studiare l’emissione di buchi neri e stelle di neutroni», elenca Yuri Evangelista, assegnista di ricerca del Gruppo AAE&TR, «e rivelatori che possono essere impiegati sia per strumentazione scientifica sia, in campo medico, per la diagnostica per immagini. Ora questi rivelatori sono oggetto della proposta LOFT, una missione scientifica recentemente selezionata dall’ESA».

La facility offre inoltre la possibilità di ottenere fasci di raggi X polarizzati e monocromatici per mezzo della diffrazione di Bragg. Fasci con caratteristiche eccellenti: il livello di polarizzazione del fascio di raggi X di energia compresa tra 1.6 e 20 keV arriva al 100%, e le righe mono-cromatiche hanno larghezza inferiore a 10 eV. Una peculiarità, quella di generare fasci polarizzati, forse di scarso interesse se dobbiamo farci una radiografia al polso, ma fondamentale se vogliamo svelare i segreti dell’universo violento. «Certo, per l’astrofisica delle alte energie è cruciale», spiega Evangelista, «perché la polarizzazione fornisce un’informazione in più, oltre al “colore” della luce, per conoscere i processi fisici che originano i raggi X all’interno di un buco nero, per esempio, o nelle sue immediate vicinanze».

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