Progetto JUNO: pompe centrifughe CDR per lo studio dei neutrini in Cina


Nasce in Cina il progetto JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory), un esperimento internazionale svolto con la collaborazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare italiano (INFN).

Dopo aver fornito le prime 7 pompe centrifughe nel 2018, CDR Pompe è orgogliosa di poter proseguire la collaborazione con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e l'Istituto di Fisica delle Alte Energie (Ihep) in Cina: ben altre 17 pompe centrifughe CDR verranno fornite ed impiegate per l’azionamento di un gigantesco rivelatore sotterraneo di neutrini a scintillatore liquido, la cui costruzione è iniziata nel 2015 e comincerà a funzionare nel 2021.

Il progetto, che ha carattere internazionale e prevede la collaborazione di università ed enti di ricerca di ben 16 paesi diversi, utilizzerà la medesima tecnologia dell’esperimento Borexino presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN. Per intercettare i neutrini, verranno impiegate ventimila tonnellate di liquido scintillatore incanalato in una sfera del diametro di quaranta metri. Intorno, ventimila fotomoltiplicatori da 50ncm di diametro provvederanno a misurare l’interazione tra neutrini e liquido.

Cos'è il progetto JUNO e qual è il suo scopo?

Entriamo nello specifico per approfondire la natura dell’esperimento.

progetto JUNO Cina

JUNO è un esperimento dai molteplici scopi scientifici per la ricerca di fisica di base.

L'obiettivo principale del progetto JUNO riguarda la determinazione della gerarchia delle masse di neutrini (particelle), attraverso la rilevazione di antineutrini provenienti dalle reazioni di fissione nucleare di due centrali nucleari situate a 53 km di distanza, sulla costa meridionale della Cina.

Si tratta di un esperimento di ricerca volto allo studio della natura intrinseca di questa particella elementare che, per sua bassissima probabilità di interazione con la materia, rimane ancora oggi sfuggente e difficile da rilevare se non con apparati di enormi dimensioni e posti sottoterra, con lo scopo di schermarli dalle radiazioni cosmiche che attraversano l’atmosfera.

Nello specifico, per effettuare il pompaggio del liquido scintillatore il modello di pompa centrifuga utilizzato è la UTN-BL 40-25-160 in Pfa.

Perché scegliere una pompa a trascinamento magnetico? E perché in PFA?

Il rivestimento del corpo in fluoropolimero (PFA) è stato scelto per l’ampia compatibilità chimica e la pulizia del fluido di processo, mentre il modello a trascinamento magnetico per il perfetto isolamento del corpo pompa, sia rispetto all’albero motore che all’ambiente esterno.

Infatti la girante non viene trascinata dall’albero motore, con il quale non entra in contatto, ma dall’interazione tra magneti permanenti. Tra questi, il bicchiere evita ogni tipo di fuoriuscita e garantisce l’isolamento con una elevata tenuta, sia al fluido, che ai gas (leak rate). Questo tipo di isolamento è fondamentale per la buona riuscita dell’esperimento, dato che, anche una minima contaminazione di aria, potrebbe compromettere l’intero esperimento.

Le pompe sono state testate dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare mediante un leak detector ad elio per valutarne il grado di tenuta. La misura di tenuta a vuoto ha avuto esito positivo, non avendo riscontrato alcuna perdita durante il test con elio. Il valore di fondo durante la prova si è attestato a 2,5?10−8 mbar L / s.

Inoltre, tutte le pompe centrifughe sono state assemblate mediante il montaggio, presenziato in collaborazione col cliente, garantendo alti livelli di igiene e pulizia delle parti meccaniche.

JUNO sarà, assieme a HYPER-KAMIOKANDE in Giappone e LBNF al FERMILAB, uno dei tre grandi esperimenti che impiegheranno rivelatori giganti di neutrini, prodotti artificialmente in reattori o con acceleratori di particelle, in via di realizzazione nei prossimi anni.

CDR Pompe è orgogliosa e fiera di poter dare il suo contributo ed essere parte di questo importante esperimento internazionale.

progetto-juno_pompe-centrifughe