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  ESPERIMENTO ENVIRAD-SPLASH, RESPONSABILE: Vincenzo Roca    

Lo scopo dell’esperimento è quello di migliorare la cultura scientifica degli studenti delle scuole secondarie mediante il loro inserimento in un’attività di ricerca o comunque in attività sperimentali nel campo della radioattività e della fisica delle radiazioni. Questo approccio ha riscosso un buon successo tra studenti ed insegnati in tutte le regioni coperte dal progetto, come è testimoniato dalla continua richiesta di nuovi ingressi. Il programma inizialmente proposto consisteva nella misura della concentrazione di radon nei locali scolastici con metodi di rivelazione passivi, e questa è rimasta l’attività principale in molti casi, anche perché risponde ad un’esigenza di monitoraggio di ambienti sensibili che in molte regioni, soprattutto del sud, è stata sempre completamente disattesa. In seguito, però, aumentando l’esperienza degli studenti, l’interesse, e quindi il campo di attività, si è spostato verso altri obiettivi, come la misura della radioattività in minerali e suoli, la misura della dose, la pratica con strumentazione più sofisticata. Sempre nell’ambito del progetto sono stati sviluppati altri apparati di rivelazione ed anche di kit finalizzati a specifiche applicazioni, come la spettroscopia alfa e gamma, il trattamento presso le scuole di rivelatori passivi di radon, la misura di parametri radiometrici importanti, come la vita media di un radionuclide. Tutti, utilizzati nell’ambito dei programmi d’intervento predisposti, hanno contribuito ad avvicinare gli studenti ad argomenti che gli ordinari programmi scolastici generalmente trascurano e che invece non possono mancare nel bagaglio culturale dell’uomo moderno. La decisione di estendere il campo di osservazione alle radiazioni di origine artificiale (p.es. il Cs-137 di fallout) stimolata dal rinnovato dibattito sui rischi dell'energia nucleare e dall'incidente di Fukushima va appunto in questa direzione. In questo campo, la sezione che è già molto avanti nell'attività è stata quella di Trieste, seguita da quella di Milano. E' continuata l’analisi critica dell’esperienza vissuta, con lo scopo di ottimizzare i percorsi formativi utilizzati e verificare la possibilità di far derivare da essa uno strumento che possa funzionare anche se affidato alla responsabilità esclusiva degli insegnati, magari sottoposti preventivamente ad un iter formativo. Riteniamo infatti che questo sia l'unico metodo per avvicinare a questo tipo di esperienza il maggior numero possibile di scuole, anche nell'ambito territoriale di sezioni presso le quali, pur volendo esse offrire alle scuole questa opportunità, non esistano le condizioni per avviare sul tema un vero e proprio esperimento. La messa a disposizione di ogni sezione di questo "pacchetto", dovrebbe facilitare la disponibilità di un'offerta, che sembra capace di produrre risultati soddisfacenti. Purtroppo una proposta di sviluppare le attività di Envirad-Splash in questa direzione, avanzata in sede di Preventivi 2013 lo scorso settembre, forse in modo che avrebbe potuto essere più appropriato, non ha prodotto a tutt'oggi la risposta sperata. La decisione di procedere in questo senso fu presa a Napoli nel corso di una riunione dei responsabili locali delle varie sezioni nel maggio 2012 ed in essa si decise di proporre anche un esperimento che sviluppasse le attività di E-S più vicine alla ricerca ambientale. Purtroppo neanche questo filone delle attività ha subito un esito più fortunato.







Esso avrebbe visto applicate le potenzialità del monitor continuo di radon basato sulla sinergia della raccolta elettrostatica dei discendenti ionizzati del radon con la spettrometria alfa che fu sviluppato nell'ambito di E-S per essere installato nelle scuole. Il sistema realizzato ha dimostrato peculiarità uniche nel panorama costituito da altri sistemi di monitoraggio e di esso si è riusciti a installarne sette esemplari nelle scuole.



Anche se alcuni hanno funzionato per alcuni mesi, l'esperienza complessiva non è stata particolarmente positiva, indicando che l'uso del sistema è facile, ma deve comunque essere condotto in ambito professionale. Infatti gli esemplari che vengono utilizzati presso i laboratori funzionano perfettamente da anni. Come funziona da anni un esemplare installato presso il RUBION di Bochum dove, pur essendo utilizzato a fini di diffusione della cultura scientifica, è seguito da personale tecnico dell'istituto. Questa esperienza, unita alle conseguenze del dibattito seguito al sisma dell'Aquila dell'Aprile 2009 e ai contatti che sono seguiti tra ricercatori della sezione di Napoli e ricercatori dell'Osservatorio Vesuviano (INGV) ha suggerito, nella primavera-estate 2009, di aprire, in parallelo alla linea classica di Envirad-Splash, una nuova linea basata sulla collaborazione tra INFN-NA e OV-INGV per avviare l'osservazione su lungo periodo della correlazione tra concentrazione di radon nel suolo e altri parametri geochimici e geofisici. A questo scopo fu presentato (ed approvato) in commissione V un progetto che prevede la creazione di una rete di osservazione nella caldera dei Campi Flegrei che si appoggerà sulle stazioni già esistenti gestite dall'Osservatorio Vesuviano. Per questo scopo è stata realizzata una nuova serie di rivelatori che sono in parte già stati installati. Poiché in alcuni casi i siti consistono in installazioni in campo non presidiate, si è dovuto fronteggiare vari problemi dovuti alle caratteristiche delle installazioni. I problemi riscontrati sono stati affrontati ed in parte risolti grazie alla collaborazione con l'Osservatorio Vesuviano, ed hanno riguardato essenzialmente: l'alimentazione elettrica, che è stata realizzata con l'installazione di pannelli solari; la complessità dei gas presenti nell'aria aspirata dal suolo, che ha comportato l'adozione di un sistema di filtrazione dell'aria a tre stadi e la scelta di aspirare il gas in maniera non continua col ricorso ad un sistema di pompaggio temporizzato ; il collegamento delle stazioni in mancanza di rete cablata, che è stato risolto col ricorso alla rete WiFi dell'O.V.; l'adozione di un sistema di reset da remoto delle stazioni, necessario in caso di blocco delle stesse a causa di instabilità nel collegamento senza fili.



Nonostante gli accorgimenti adottati, le stazioni installate direttamente nella Solfatara non sono riuscite a funzionare, pertanto molto lavoro è ancora in corso in questa direzione. 5 stazioni sono state inoltre realizzate con fondi della CSN2 per effettuare il monitoraggio el radon nel suolo nel sito dell'esperimento ARGO-YBJ, per il quale i gamma emessi dai discendenti del radon presente nel suolo costituiscono una intensa fonte di disturbo per i rivelatori RPC posizionati a terra.



Hanno avuto successo due campagne di interconfronto a cui ha partecipato nel corso del 2012 il gruppo di Napoli e riguardanti la misura della concentrazione de radon nel suolo con rivelatori attivi e la misura della concentrazione di radon indoor con tecniche passive.



Un'attività di ricerca, parimenti interessante, nell'ambito dell'applicazione delle misure di radioattività allo studio di processi geochimici e geofisici è stata sviluppata dalla sezione di Catania.




 OBIETTIVI DELL'ESPERIMENTO ENVIRAD-SPLASH  
The initial objectives of the experiment were: 1) The dissemination of scientific knowledge among young students using experimental work in the field of radioactivity as "troian horse" carrying out the following activities. 2) The measurements of indoor radon concentrations in schools and other interesting buildings and/or structures on the territory, with the aim to obtain data about the exposure of students to radon and its daughters, adopting rigorous protocols and with the collaboration of the students spending their time in the schools. To reach this goal students are introduced in the problematics and the methodologies of the radioactivity study with a two years program which implies various experimental activities. 3) The development of a radon monitor system based on the alpha-particles spectrometry of radon daughters collected by an electric field on a silicon detector. Some systems have been installed in schools.
Since 2009 a new phase of the experiment started, with the installation of some stations in the Campi Flegrei caldera, in the framework of a collaboration with the Osservatorio Vesuviano, the section of the Istituto nazionale di Geofisica e Vulcanologia (OV-INGV) in Campania Region, finalized to optimize the way to use the continuous measurement of the radon concentration in soil for monitoring the dynamics of the earth crust. An extension of this activity began at the end of 2012 regarding the monitoring of the soil radon concentration in the site of the experiment ARGO-YBJ (CSN2), interested to evaluate the amount and the variation of the gamma rays flux coming from soil. Being the radon and thoron daughters responsible of a great part of this gamma activity, the measurement of the radon concentration can help to quantify this background source.
An interesting activity in collaboration with the Sicilian Section of the INGV started also in the Catania Section.
Besides this interest in the problems of geochemistry and geophysics, two objectives complete the perspective of the experiment. On one side the extension of the data base of indoor radon concentrations to other scholastic and no-scholastic environments. On the other side, we are trying, on the basis of the experience gained in many years of work, to setting a methodological and practical approach to put our proposal available to many schools as possible.
With the aim to reach this result, a systematic revision of all kinds of materials (didactic material, laboratory material,..) has been made. The results of this work would be the possibility for the interested schools, to access to this kind of activity also without financing of university or research institutions like the INFN. The INFN sections or Universities which would offer to schools this opportunities, would guarantee the support in terms of teachers formation, provision of materials and instruments, suggestion of study themes.

 ULTERIORI INFORMAZIONI SULL'ESPERIMENTO ENVIRAD-SPLASH  
www.envirad-splash.it

 

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - Piazza dei Caprettari, 70 - 00186 Roma
tel. +39 066840031 - fax +39 0668307924 - email: presidenza@presid.infn.it

F.M. F.E.