Laboratori Analisi e protezione di infrastrutture complesse

Le attività del Laboratorio derivano dalla tradizione di ricerca sperimentale in ambito nucleare di ENEA che viene in questo caso applicata in modo assolutamente innovativo ai temi della qualità delle emissioni di impianti ed alla sicurezza ambientale ed alimentare, focalizzandosi sulla rilevazione di elementi in traccia.

Le tecniche a cui il laboratorio fa riferimento sono la spettrometria gamma, beta e alfa e la gas-cromatografia per rilevazione di tracce di gas nobili).

Sono previsti due aree sperimentali ubicate presso i Centri di Bologna (laboratorio Isotopi del Carbonio) e presso il Brasimone (laboratorio Spettrometria di massa).

Il Laboratorio afferisce funzionalmente al Dipartimento Fusione e tecnologie per la Sicurezza Nucleare, Divisione Sicurezza e Sostenibilità del Nucleare (FSN-SICNUC) e coinvolge personale del Laboratorio di Radiometria Ambientale della Divisione Ingegneria Sperimentale del centro ENEA del Brasimone, organizzato in due unità operative con propri Responsabili.

Il laboratorio si caratterizza sulle seguenti linee di ricerca:

• Analisi isotopiche delle emanazioni aeriformi (RENG): determinazione dell’origine del combustibile e quantificazione del rapporto tra frazione biobased e componente fossile nelle emanazioni aeriformi per il monitoraggio delle emissioni di termovalorizzatori, impianti industriali e nucleari. L’ambito di ricerca prioritario è costituito dall’analisi isotopica dei gas ed in particolare della CO₂ e dei gas nobili radioattivi, per determinare l’origine del combustibile e la quantificazione del rapporto tra frazione bio-based e componente fossile nelle emanazioni aeriformi applicata al monitoraggio delle emissioni di termovalorizzatori, impianti nucleari (di potenza e medicali), nonché per il controllo delle attività nucleari illecite.
  Le attività si articoleranno su due direttrici:
  
  • Cattura della CO₂ emessa da impianti di potenza e termovalorizzatori ed analisi di frazionamento isotopico ¹³C/¹²C e di Radiocarbonio per la determinazione dell’origine del combustibile e la quantificazione del rapporto tra frazione biobased e componente fossile.
  • Cattura ed analisi di gas nobili radioattivi. In particolare verrà preso in considerazione il Radon per tutte le problematiche connesse all’emanazione di questo gas dai materiali da costruzione. Il Kripto e lo Xeno verranno invece usati come traccianti per analisi ambientali in grado di evidenziare anomalie negli impianti nucleari (sia medicali che di potenza) nonché per il controllo delle attività nucleari illecite.

• Tracciabilità/rintracciabilità di prodotti e processi (TRAPP): utilizza la spettrometria di massa degli isotopi pesanti per tracciare l’origine dei prodotti agroalimentari per l’identificazione delle frodi riguardanti l’utilizzo di materie prime e processi diversi da quelli dichiarati. L’ambito di ricerca prioritario è costituito dall’utilizzare analisi isotopiche e radiometriche per offrire servizi innovativi alle imprese. Un campo di applicazione è la spettrometria di massa sugli isotopi pesanti per tracciare l’origine dei prodotti agroalimentari, quali vino, birra (luppolo), miele, latte, olio, riso, mitili, … ed identificare il trasferimento di tali isotopi fra suolo-pianta. La caratterizzazione isotopica permette anche di identificare eventuali inquinanti dovuti o a cause naturali (meteorologia) o antropiche (inquinamento o fertilizzanti) che possono compromettere la qualità dell’alimento. In questa linea di ricerca, verrà presa come riferimento la tecnica dei rapporti isotopici tra gli isotopi dello stronzio ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, che è applicata nella determinazione dell’origine dei vini, sviluppando le competenze, le tecniche analitiche e le procedure per l’applicazione a questa matrice e ad altri prodotti agro-alimentari (es.: formaggio) nei quali ne è possibile l’applicazione. Una volta definiti i protocolli e le procedure della tecnica dello stronzio si vuole testare la possibilità di utilizzo di altri isotopi (es.: rapporto tra gli isotopi del piombo ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb) nelle diverse matrici. L'ulteriore obiettivo sarà utilizzare le tecniche isotopiche per l’identificazione delle frodi riguardante l’utilizzo di materie prime e processi diversi da quelli dichiarati. Ciò si traduce, nel caso delle aziende agroalimentari, nell’introduzione di una metodica innovativa basata sui rapporti fra isotopi stabili, in grado di individuare le zone geografiche d’origine dei prodotti alimentari, consentendo allo stesso tempo una semplificazione e una riduzione dei costi del sistema di rintracciabilità di filiera.

Con le seguenti linea di attività, il Laboratorio si caratterizza come risorsa a disposizione della PA, degli Organi di Controllo e delle imprese per fornire strumenti ad alta qualificazione scientifica per la valutazione della sicurezza ambientale.