Ricerca Tecnologica

Coordinatore: Vincenzo MONACO

La ricerca fondamentale promossa dall’INFN poggia le sue basi su un’intensa attività di sviluppo tecnologico. Infatti, le elevate prestazioni, spesso estreme, necessarie agli esperimenti di fisica nucleare, sub-nucleare e astro-particellare richiedono lo sviluppo continuo di nuove tecniche per l’accelerazione e la rivelazione di particelle e la realizzazione di sistemi di calcolo sempre più avanzati. I risultati di questa attività, oltre a fornire nuovi strumenti per la ricerca, danno luogo a ricadute positive in vasti ambiti applicativi della scienza e della tecnologia.

La Commissione Nazionale Scientifica 5 (CSN5) dell’INFN è l’incubatore per gli sviluppi di tecnologie di punta, finalizzate in primis agli esperimenti dell’INFN, e per la loro applicazione in un ventaglio di settori ad alto impatto sociale ed economico quali la diagnostica e la terapia medica, la dosimetria, la radiobiologia, lo studio e la salvaguardia dei beni culturali e ambientali, la geologia, la scienza dei materiali, la fusione e fissione nucleare e le applicazioni spaziali. In molti di questi ambiti l’INFN è ormai un solido riferimento a livello nazionale e internazionale. A titolo di esempio, grazie alle sue competenze nello sviluppo di rivelatori di radiazione, di acceleratori di particelle e di software di calcolo l’INFN ha giocato un ruolo di primo piano nello sviluppo in Italia di una tecnica di cura dei tumori con fasci di protoni e ioni, chiamata adroterapia, e nella costruzione del primo centro clinico italiano, il Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica (CNAO) di Pavia.

I progetti finanziati dalla CSN5 sono generalmente caratterizzati da un forte contenuto tecnologico d’avanguardia e da una spiccata interdisciplinarietà, con una particolare attenzione alla brevettazione e al trasferimento tecnologico. Sono infatti numerose le collaborazioni con organizzazioni ed industrie nello sviluppo, qualificazione e ingegnerizzazione di prodotti di alta tecnologia. La commissione promuove inoltre la formazione tramite un bando annuale per il finanziamento di progetti di ricerca di durata biennale destinato a giovani ricercatori.

La Sezione di Torino è impegnata in diverse attività di sviluppo tecnologico valutate e finanziate all’interno della CSN5, oppure tramite bandi nazionali ed europei. Gli ambiti nei quali la sezione vanta una consolidata esperienza sono la microelettronica, la nanofabbricazione di dispositivi al diamante, lo sviluppo di rivelatori a stato solido, le tecniche diagnostiche nel campo dei beni culturali, lo sviluppo e la caratterizzazione di sorgenti neutroniche e la fisica medica, in particolare lo sviluppo di tecniche e dispositivi innovativi per il trattamento dei tumori con fasci esterni e per la diagnostica PET (Positron Emission Tomography). La sezione è anche impegnata in una attività di disseminazione del metodo scientifico nelle scuole secondarie tramite il coinvolgimento di studenti in misure di radioattività naturale negli edifici scolastici.

L’impatto tecnologico, economico e sociale di queste attività è rilevante. Le attività di sviluppo di rivelatori di radiazione e di chip di microelettronica ha portato ad esempio alla realizzazione di due prodotti commerciali per la radioterapia convenzionale (MatriXX e Startrack, commercializzati dalla ditta belga IBA) e alla realizzazione di un sistema di controllo della distribuzione di dose per adroterapia, sviluppato per CNAO e successivamente venduto al centro austriaco MedAustron. Analogamente, dalle attività di modellizzazione fisica e biologica della dose in adroterapia è nato, grazie a un accordo con la ditta IBA, un sistema di piani di trattamento per adroterapia con fasci di protoni e di ioni carbonio, attualmente in distribuzione presso diversi centri clinici. Un altro esempio è la realizzazione di una facility, unica in Italia, per la radiografia e la tomografia di oggetti artistici di grandi dimensioni, installata presso il Centro di Conservazione e Restauro “La Venaria Reale”. La sezione vanta infine 4 ditte nate come spin-off dell’INFN e dell’Università di Torino che operano su queste tematiche.

Attivita’ ed esperimenti

CHIPX65

CHIPX65

Sviluppo di un pixel chip innovativo in tecnologia CMOS 65 nm per altissimi flussi di particelle e elevati livelli di radiazione per applicazioni agli esperimenti di LHC ad alta luminosità e ai futuri collider.
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CHNET

CHNET

CHNET è una rete di laboratori dell’INFN, di cui fa parte la Sezione di Torino, che operano nell’ambito dell’archeometria e della diagnostica dei beni culturali.
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DINAMO

DINAMO

Nanofabbricazione di bio-sensori al diamante tramite litografia con fasci ionici.
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e-LiBaNS

e-LiBaNS

Sviluppo di sorgenti di neutroni basate su un acceleratore lineare di tipo ospedaliero.
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RADIOLAB

RADIOLAB

RADIOLAB è un progetto di diffusione della cultura scientifica attraverso il coinvolgimento degli attivo degli studenti delle scuole superiori in misure di radioattività ambientale.
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RDH

RDH

Il progetto RDH (Research and Development in Hadrontherapy) raggruppa e coordina diverse attività INFN di ricerca e sviluppo nell’ambito dell’adroterapia.
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RIDOS

RIDOS

Sviluppo di un sistema per il calcolo in tempo reale della dose erogata in trattamenti adroterapici.
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SEED

SEED

Il progetto SEED esplora la possibilità di fabbricare sensori monolitici in tecnologie CMOS con prestazioni equivalenti o superiori a quelle degli attuali rivelatori a pixel ibridi.
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SL_FEMTOTERA

SL_FEMTOTERA

Sviluppo di rivelatori per radiazione THz per applicazioni a SPARC lab.
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SR2S-RD

SR2S-RD

Sviluppo di un sistema magnetico di schermatura dalla radiazione cosmica per missioni spaziali.
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UFSD

UFSD

Sviluppo di rivelatori al silicio di elevata risoluzione spaziale e temporale.
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Spin-off

I-SEE

I-SEE offre servizi software web-based e risorse di calcolo per simulazioni Monte Carlo e analisi dati a professionisti nel campo della fisica medica, per applicazioni in radioterapia, adroterapia, radiobiologia e radioprotezione.
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DE.TEC.TOR

DE.TEC.TOR realizza rivelatori di particelle di alta precisione per monitoraggio di fascio e Quality Assurance in radioterapia avanzata.
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DIXIT

diXit offre servizi e applicazioni basate su tecnologie web per applicazioni medicali.
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TECNART

TecnArt offre una serie di servizi diagnostici per la datazione, lo studio dei materiali costituenti e lo studio dello stato di conservazione di opere d’arte.
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Per maggiori informazioni: Commissione Nazionale Gruppo 5