STRUMENTI - IN SITU

LO STRUMENTO CAVARAD


Lo strumento Cava-Rad è uno spettrometro gamma portatile dedicato a misure di radioattività ambientale in situ su regioni circoscritte. L'elemento principale del rivelatore è un cristallo di ioduro di sodio NaI(Tl) di forma cubica, per un volume complessivo di circa 0.4 litri, con risoluzione energetica del 7.3% a 662 keV (137Cs) e del 52% in a 1172 keV e 1332 keV (60Co). Esso è accoppiato ad una base integrata per rivelatori a scintillazione con tubo fotomoltiplicatore (PMT) standard a 14 pin, la quale incorpora tutte le funzionalità tipiche di una catena di spettrometria gamma quali alta tensione, amplificazione e processamento digitale multicanale (MCA). La base integrata viene gestita e alimentata da un mininotebook attraverso una porta seriale universale (USB). Il sistema è montato all'interno di un robusto supporto in PVC e fissato solidamente in modo da evitare possibili danni sul campo.

Lo strumento Cava-Rad è in grado di realizzare delle misure su un'area ristretta grazie al posizionamento di una lastra di piombo di dimensioni pari a 9 cm x 9 cm x 3 cm, la quale permette di ridurre approssimativamente dell' 80% il numero di conteggi totali associati alla radiazione emessa da una superficie di circa 100 cm2 . La lastra di piombo può muoversi su un nastro trasportatore che viene azionato da un motore elettrico alimentato da batterie alcaline. Lo scorrimento della lastra è governato automaticamente da un set-up elettronico attraverso un programma di gestione sviluppato in ambiente Java, denominato "goCava-Rad", il quale inoltre permette all'utente di impostare il tempo di acquisizione e si occupa di avviare il software per l'acquisione dello spettro.

Un tipico survey in situ prevede la realizzazione di due misure consecutive: la prima misura viene eseguita con la lastra di piombo all’esterno rispetto all’allineamento rivelatore-area target, definita PbOut, e la seconda con la lastra di piombo interposta tra il rivelatore e l'area target, definita PbIn. Lo spettro ottenuto dalla differenza degli spettri registrati rispettivamente nella configurazione PbOut e PbIn contiene circa il 20% dei conteggi totali registrati nella configurazione PbOut: in questo modo è possibile riprodurre l'effetto di collimazione filtrando il fondo circostante. Il Cava-Rad può essere impiegato per la realizzazione di survey in zone aventi diverse morfologie, pur essendo specificamente dedicato a misure in cava per le quali è necessario disporre di un detector in grado di discriminare formazioni rocciose contigue caratterizzate da un diverso contenuto di radioattività.

LO STRUMENTO ZaNaI_10



Lo strumento ZaNaI_10 è uno spettrometro gamma portatile a ioduro di sodio, progettato appositamente per misure di radioattività naturale ed artificiale per scopi geofisici. Esso è costituito da un cristallo NaI(Tl) contenuto in uno zaino opportunamente imbottito, da un tubo fotomoltiplicatore standard a 14 pin, da una base integrata a processamento digitale per rivelatori a scintillazione che fornisce alimentazione, preamplificatore e analizzatore digitale multicanale (MCA). Il cristallo NaI(Tl) è di forma cubica, per un volume complessivo di 1 litro, avente una risoluzione energetica di 12.5% all'energia di 662.5 keV (137Cs) e 15% all'energia di 122 keV (57Co).

La base integrata è alimentata attraverso una porta seriale universale (USB) da un mininotebook, che contemporaneamente gestisce la memorizzazione di dati. Sensori accessori dello strumento ZaNaI_10 sono un'antenna GPS a 54 canali e un sensore di temperatura e umidità, entrambi collegati via USB al mininotebook.

Lo strumento ZaNaI_10 è in grado di acquisire spettri gamma sia in configurazione statica che in configurazione dinamica, registrando contemporaneamente ai dati radiometrici la posizione GPS e i valori di temperatura e umidità. Lo ZaNaI_10 può essere facilmente trasportato sulle spalle dell'operatore ed è in grado di misurare la radioattività dell'ambiente circostante con un'autonomia di circa 12 ore. Le misure condotte in modalità statica sono realizzate appoggiando lo zaino direttamente a terra: in questa configurazione il rivelatore riceve il 90% del segnale da un'area di raggio pari a circa 0.5 m. In modalità dinamica il rivelatore si trova approssimativamente a 1 m dal livello del suolo e riceve il 90% del segnale da un'area di raggio pari circa a 7.5 m

Il rivelatore ZaNaI_10 è particolarmente adatto per le misure in situ in quanto caratterizzato da un'elevata velocità di misura (tempo di acquisizone standard dell'ordine di 10 minuti). Esso è stato inoltre progettato in modo tale da poter essere gestito in autonomia da un singolo operatore. Caratterstica distintiva dell'apparato è la versatilità per misure in ambienti estremi: il detector ZaNaI_10 è stato concepito per far fronte a condizioni ambientali stressanti, tipiche dei rilievi geofisici.