L’obiettivo del progetto e-LiBaNS (electron-Linac Based Neutron Source) è lo sviluppo di una sorgente innovativa di neutroni termici, epitermici o veloci, e la sua accurata qualificazione in termini di spettro energetico, fluenza e dose equivalente con tracciabilità agli standard primari.

La sorgente sfrutta una tecnica sviluppata e validata nel precedente esperimento INFN PhoNeS dalle sezioni di Torino e Trieste. La tecnica consiste nel convogliare i raggi gamma primari prodotti da un acceleratore lineare per radioterapia da 18 MV su un opportuno bersaglio di alto numero atomico Z, dove i neutroni vengono prodotti attraverso la reazione fotonucleare di risonanza gigante di dipolo (GDR). Sono quindi aggiunti materiali moderatori ed assorbitori per conformare e rallentare il fascio di neutroni all’energia desiderata, riducendo al minimo la contaminazione residua di raggi gamma e di neutroni veloci. Il campo neutronico per costruzione è confinato all’interno di una cavità ermeticamente isolata. Le due figure che seguono mostrano il meccanismo di produzione dei neutroni e una foto della cavità PhoNeS di fronte alla testata di un linac ospedaliero.

La novità del progetto e-LiBaNS è che, grazie ad un accordo con la ditta ELEKTA, sarà messo a disposizione un LINAC PRECISE 18 MV dismesso da un ospedale che verrà installato in un locale radioprotetto del Dipartimento di Fisica e destinato interamente al progetto. Sono previste inoltre alcune modifiche all’acceleratore concordate con la ditta al fine di aumentare il flusso di fotoni. Questo dato, insieme ad un’ottimizzazione del disegno dei diversi componenti del convertitore e del sistema di moderazione, consentiranno di raggiungere un rateo di fluenza di neutroni maggiore di 10⁸ cm²s^-1, un ordine di grandezza superiore rispetto a PhoNeS, con bassa contaminazione di gamma e di neutroni veloci. La sorgente sarà caratterizzata per mezzo di misure di spettrometria neutronica e di dose al fine di determinare con grande accuratezza le caratteristiche fisiche e dosimetriche del campo neutronico e della contaminazione gamma residua, con tracciabilità certa agli standard metrologici internazionali.

Una volta installata, la sorgente diventerà una facility ad un’ampia comunità scientifica internazionale, con un ampio spettro di applicazioni in ambito industriale, spaziale, bio-medico e nei beni culturali.

Le sezioni INFN di Torino, Trieste e l’Università di Torino parteciperanno allo sviluppo della sorgente mentre la caratterizzazione fisico-dosimetrica si avvarrà della collaborazione dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN e del gruppo di Fisica Medica dell’Ospedale S.Giovanni Vecchio di Torino.