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Fisica dei Plasmi

Argomenti di Ricerca



Turbolenza nei plasmi magnetizzati  (R. Barni, C. Riccardi )

Le attività riguardano i diversi aspetti del fenomeno della turbolenza che possono essere studiati sperimentalmente in plasmi di laboratorio. La turbolenza rappresenta un fenomeno, ancora non perfettamente compreso, che si presenta in campi anche molto diversi della fisica. Nei plasmi essa rappresenta anche una limitazione sostanziale al controllo e al confinamento dei plasmi, in particolare quelli magnetizzati di possibile interesse nelle applicazioni per lo sfruttamento della fusione termonucleare. Gli esperimenti si svolgono sulla macchina toroidale a plasma semplicemente magnetizzato Thorello del Centro di Eccellenza PlasmaPrometeo presso il Dipartimento (Plasmaprometeo website). Altre ricerche vengono svolte all’estero attraverso la collaborazione all'attività sperimentale presso l’Auroral Observatory (University of Tromso, Norvegia, Observatory website) e il Centre pour le Physique des Interactions Ionique et Moleculaires PIIM (CNRS – Marsiglia, PIIM website) e con l’Istituto di Fisica del Plasma IFP (CNR - Milano, IFP website). Le ricerche più recenti hanno riguardato l’analisi numerica delle proprietà statistiche delle fluttuazioni, lo studio del meccanismo di diffusione e del trasporto anomalo di particelle, la ricerca e la caratterizzazione di strutture coerenti. Connesse a questa linea di ricerca sono anche le attività riguardanti lo sviluppo di dispositivi di diagnostica dei plasmi magnetizzati tramite sonde elettrostatiche e ottiche.

Ultimo aggiornamento: 2008-12-22 16:25:20


Applicazioni industriali dei plasmi  (R. Barni, C. Riccardi )

Le attività di ricerca applicata si svolgono presso il Centro di Eccellenza PlasmaPrometeo per la ricerca, lo sviluppo ed il trasferimento tecnologico nel campo dei plasmi (Plasmaprometeo website). Il Centro, istituito attraverso un accordo di programma tra l’Università e la Regione Lombardia nel 2004, ha lo scopo di finalizzare la ricerca pubblica a sostegno del sistema delle imprese, condividendo i risultati più innovativi derivanti dalle ricerche della sezione Plasmi. Le ricerche si concentrano sulla progettazione e realizzazione di dispositivi a plasma per il trattamento superficiale dei materiali, delle miscele gassose e per la produzione di energia. Esse riguardano anche lo studio e l’ottimizzazione dei diversi processi di trattamento a plasma, anche nell’ambito di contratti con le industrie (Brevetti Unimib website). Connesse a questa linea di ricerca sono anche le attività riguardanti lo sviluppo di dispositivi di diagnostica per plasmi a radiofrequenza tramite sonde elettrostatiche e spettroscopia ottica di emissione e lo sviluppo di codici di simulazione numerica della cinetica chimica dei plasmi.

Ultimo aggiornamento: 2016-03-03 00:10:26


Microscopia ed analisi dei materiali  (R. Barni, C. Riccardi )

Presso il Centro di Eccellenza PlasmaPrometeo per la ricerca, lo sviluppo ed il trasferimento tecnologico nel campo dei plasmi (Plasmaprometeo website) sono stati allestiti tre laboratori per la microscopia e l’analisi dei materiali. Il primo è dotato di un microscopio a forza atomica (AFM) in grado di studiare la morfologia superficiale alla scala nanometrica. Con tecniche analoghe è possibile misurare altri parametri superficiali come la conducibilità elettrica, l’elasticità e la durezza. Il secondo laboratorio è dotato di un microscopio a doppio fascio elettronico ed ionico (FIB/SEM). Oltre all’imaging dei materiali, è possibile effettuare processi di taglio, deposizione e implantazione ionica su scala micrometrica. Il microscopio può essere utilizzato anche per studiare campioni biologici (modalità ESEM). Il terzo laboratorio è dedicato all’ottica con un sistema laser per la diagnostica dei plasmi contenenti nanoparticelle con metodi di interferometria ottica.

Ultimo aggiornamento: 2016-03-03 00:10:14


Plasmi per la fusione termonucleare e spettroscopia neutronica  (G. Gorini, M. Tardocchi )

La spettroscopia neutronica è uno dei sistemi di diagnostica più importanti per lo studio dei plasmi sviluppati per lo sfruttamento della fusione termonucleare. Gòi sviluppi delle ricerche condotte in questo ambito hanno portato alla realizzazione di due spettrometri per neutroni di fusione istallati sul tokamak JET (Joint European Torus) nell’ambito di una collaborazione con l’Università di Uppsala. Lo spettrometro denominato MPR (magnetic proton recoil spectrometer) è in uso dal 1996, e ha prodotto dati innovativi in plasmi di deuterio-trizio con alta potenza di fusione (1-16 MW). Il secondo spettrometro si basa sulla tecnica del tempo di volo ed è denominato TOFOR (time of flight – optimized rate). La sua istallazione è stata ultimata e ha iniziato la prese dati in plasmi di deuterio a partire dalla primavera del 2006. Con questi strumenti è stato ridefinito il ruolo della spettroscopia neutronica nei plasmi di fusione e, in particolare, nello studio della dinamica degli ioni veloci nel plasma. Questa attività viene svolta in collaborazione con altre istituzioni tra cui, in particolare, l'Istituto di Fisica del Plasma del CNR (www.ifp.cnr.it). Attraverso cui è possibile accedere ai finanziamenti e alle facilities dell'EURATOM.

Ultimo aggiornamento: 2016-03-03 00:10:38


Spettroscopia gamma nei plasmi di fusione  (G. Gorini, M. Tardocchi )

Oltre alla spettroscopia neutronica il gruppo di Bicocca si interessa della spettroscopia gamma nei plasmi di fusione. In particolare è in corso un progetto che prevede la realizzazione di nuovi spettrometri gamma ultraveloci da installare su JET. Tali spettrometri, basati su scintillatori inorganici veloci, si propongono di migliorare i sistemi esistenti attualmente al JET sotto il punto di vista dell’efficienza di rivelazione, della risoluzione energetica e della capacità conteggio.

Ultimo aggiornamento: 2016-03-03 00:10:49


Analisi dei materiali con la spettroscopia neutronica  (G. Gorini, M. Tardocchi )

Nel corso degli anni le competenze inerenti la spettroscopia neutronica dei plasmi sono state applicate ad un diverso settore della fisica della materia, quello della diffusione di neutroni epitermici (con energia fino a 100 eV) con applicazioni, ad esempio, per lo studio della dinamica di singola particella in sistemi quantistici. Sono in particolare da segnalare due progetti finanziati dalla Commissione Europea. Il primo, denominato TECHNI, ha portato allo sviluppo di un rivelatore di neutroni epitermici di nuova concezione denominato rivelatore risonante. Il secondo progetto, che si è concluso nell’autunno del 2008, è denominato VERDI. Tra gli obiettivi raggiunti in questo progetto vi è la realizzazione di un rivelatore risonante di neutroni epitermici per diffusione a piccoli angoli. Il rivelatore, denominato VLAD, è stato inaugurato nel dicembre 2005 presso la sorgente di neutroni ISIS. Con VLAD si può accedere ad una regione dello spazio dei parametri di diffusione (energia ed impulso trasferiti) del tutto nuova con promettenti applicazioni quali lo studio delle relazioni di dispersione nei materiali magnetici. Infine nell’ambito del progetto europeo Ancient Charm, comprendente 10 partner e coordinato dal gruppo di ricerca del Dipartimento, si è studiato lo sviluppo di tecniche d’indagine quantitativa e non invasiva dei beni culturali mediante neutroni. In particolare si utilizzano le risonanze neutroniche per determinare la mappa tridimensionale in maniera non-invasiva della composizione elementare di oggetti di interesse archeologico o artistico. Le competenze del gruppo di ricerca di Milano sono, oltre al coordinamento dell’intero progetto, nella simulazione e progettazione dei nuovi sistemi di rivelazione.

Ultimo aggiornamento: 2016-03-03 00:11:01