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RICERCA
applicazioni
Ottobre 2014 ■ Automazione e Strumentazione
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I Laboratori Nazionali di Frascati (LNF) sono la
più antica struttura di ricerca per la fisica nucleare
e subnucleare italiana con macchine acceleratrici
e il più grande Laboratorio dell’INFN (Istituto
Nazionale di Fisica Nucleare). La caratteristica
principale dei LNF è quella di saper costruire gli
acceleratori di particelle. Questa scuola cominciò
con il sincrotrone nel 1957, continuò con il capo-
stipite di tutti gli anelli per lo studio di colli-
sioni materia-antimateria che venne realizzato
a Frascati in meno di un anno e fu chiamato AdA,
Anello di Accumulazione, in quanto per ottenere
un numero significativo di reazioni occorre accu-
mulare dei fasci molto densi di particelle orbi-
tanti, continuò poi con Adone per arrivare all’at-
tuale Dafne, la macchina con il record mondiale
di luminosità istantanea a bassa energia, un vero
successo.
Dafne, acronimo di Double Annular Φ Factory
for Nice Experiment, è un acceleratore di parti-
celle dedicato allo studio della fisica subnucleare
e allo studio dei fenomeni che hanno governato i
primi istanti di vita del nostro universo. Dafne è
una “fabbrica” di particelle Φ, ottenute facendo
collidere elettroni e positroni (l’antimateria
degli elettroni) circolanti, in verso opposto, in
due anelli di 30 m di diametro con un’energia di
510 MeV. La particella Φ è instabile e decade in
tempo brevissimo, producendo altre particelle di
massa inferiore, fra cui i mesoni K che conten-
gono al loro interno uno dei mattoni fondamentali
della natura, il quark “S” (strano). Lo scopo prin-
cipale di Dafne è studiare questo decadimento,
mediante il rivelatore Kloe, che consente di indi-
viduare e contare le particelle prodotte nell’inte-
razione, al fine di dimostrare, con alta precisione,
la violazione del principio di simmetria di carica
e parità (CP-Violation). Tale principio è legato
alla trasformazione di energia in materia e in anti-
materia ed ha importanti implicazioni sulle teo-
rie relative all’origine dell’universo.
La sfida di Dafne è quella di permettere di stu-
diare tale fenomeno, raro, con elevatissima pre-
cisione. Dal punto di vista ingegneristico questo
comporta avere sistemi di precisione e affidabilità
tali da poter funzionare per periodi molto lunghi
(mesi o anni) ininterrottamente, per acquisire un
numero utile di dati scientifici.
La sfida dell’aggiornamento
degli impianti ausiliari
L’acceleratore, concepito all’inizio degli anni
’90 ed in servizio dal ’99, ha subito, negli anni,
vari aggiornamenti, sia per migliorarne le pre-
stazioni in termini di fisica (numero di eventi
acquisiti, utili per la misura oggetto della ricerca)
sia in termini di efficienza energetica.
Recentemente, per aumentare l’affidabilità di
servizio complessiva si è deciso di investire sul
revamping dell’automazione degli impianti
ausiliari, i cui guasti, sempre più frequenti, ren-
devano difficile il funzionamento prolungato
dell’acceleratore.
Inoltre alcune parti di ricambio relative a PLC e
sistemi di regolazione iniziavano ad essere fuori
mercato, rendendone critico il funzionamento per
mancanza di dispositivi in sostituzione.
La sfida di rimettere le mani nel profondo degli
impianti, con una logica di ingegneria inversa,
A FIL DI RETE
w3.lnf.infn.it
Uno Scada per l’acceleratore
di particelle Dafne
Roberto Merco
L’ AUTORE
R. Merco, Direzione Tecnica,
Automate s.r.l.
La tecnologia di supervisione di Progea è applicata al sistema di
controllo degli impianti ausiliari dell’acceleratore di particelle Dafne
dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Frascati.
MOVICON CONTROLLA I SISTEMI DELL’ACCELERATORE DEI LABORATORI NAZIONALI DI FRASCATI
Il sinottico del sistema di controllo degli impianti ausiliari
di Dafne