Misure di lunga durata dell’attivita’ di sorgenti radioattive Cenno ai dati reperibili in letteratura ed alle interpretazioni di una possibile variazione annuale Risultati preliminari della misura con sorgente di 137Cs Altre misure e futuro Comm. II LNF Nov. 2011 E.Bellotti, C.Broggini, G.Di Carlo, M.Laubenstein e R.Menegazzo

Dati in letteratura In sunto: Alcune misure presentano una variazione con periodo 1 anno e ampiezza 1‰ (massimo a Febbraio, minimo ad Agosto) Altre misure non evidenziano l’effetto Ipotesi proposta: dipendenza distanza Terra-Sole Sonda Cassini nega questa possibilita’ Misura dedicata: sorgente beta 137Cs rivelatore HPGe installazione underground in ambiente controllato Obiettivo: misura con sensibilita’ ~ 10-4

T1/2=2.694 d

Schema dell’apparato N2 Cu+Pb HPGe 137Cs

Catena elettronica Trasf. di disaccoppiamento EasyMCA Spettri Energetici di 1 h H.V B.T Pream. Digitalizzatore Caen Acquis. in list mode Sonde di temperatura su elettronica e schermatura Radon e pressione atm. misurati nelle sale

A giugno la misura e’ partita in buone condizioni Sorgente 137Cs da ~ 3 kBq 700 Hz Rivelatore: HPGe Ortec eff.rel. ~95% Schermatura: (almeno) 5 cm di Cu e 25 di Pb il tutto racchiuso in un box in cui circola LN2 Misura della temperatura sull’end-cup e sui moduli di elettronica Misura della pressione e del radon: nelle sale Due catene di analisi del segnale: analogica (digitale entrera’ in funzione a gennaio) Lo spettro in energia viene raccolto ogni ora ( catena analogica)

Spettro energetico sotto a 1 MeV

Spettro energetico sopra 1 MeV Cs+Cs Co Eu 40K

Posizione del FEP

Tempo morto

Risoluzione Fwhm (keV)

Ascisse: giorni: cordinate conteggi/ora Conteggi al canale 31 Ascisse: giorni: cordinate conteggi/ora

Effetto delle variazioni di temperatura e pressione Variazioni di distanza sorgente-germanio comportano variazioni nel rate (R) di conteggi: Da M.C. : ΔR/R= 10-4 per Δh = 5 micron (nota : errore poissoniano su due giorni 10-4 ) Temperatura Δh = stimato 2/K Pressione Δh = stimato 2 per δp=10g/cm2

Temperatura elettronica schermatura

Temperatura nella schermatura

Pressione nelle tre sale – ascissa: giorni

Radon rosso_sala A sala B sala C

ordinate Hz ascisse giorni 1 giorno ordinate Hz ascisse giorni

ordinate Hz ascisse giorni Due giorni ordinate Hz ascisse giorni

ordinate Hz ascisse giorni

7 giorni 7 giorni

Vita media 137Cs Molte determinazioni della vita media del 137Cs Valore raccomandato da Laboratoire National Henri Becquerel T½ = 10976 ± 30 d Stima dai dati T½ = 10900 ± 40 d Non si e’ tenuto conto delle modeste corezzioni dovute alle impurezze

Oscillazione ampiezza ± 1‰ Ampiezza oscillazione < 10-4

dati dati “rimescolati” Spettro frequenze; ascisse giorni ordinate U.A. dati dati “rimescolati”

ft3b

Periodi fino a 10 giorni

ft4

ft5

Analisi fino ad otto giorni; dati corretti per l’effetto dei riempimenti

Oscillazioni Non si osservano oscillazioni: Periodo 1 anno Al 90% di c.l. si escludono oscillazioni di ampiezza superiore a 1/10000 (fase libera) Periodi piu’ brevi: analisi di Fourier non mostra alcun segnale significativo; limiti da valutare quantitativamente

Altre misure E’ in corso da tempo una misura con sorgente di Th e rivelatore NaI Prime prove con sorgente di K

Conclusioni e Futuro La misura non mette in evidenza oscillazioni con periodo compreso tra 1 giorno ed un anno; ampiezza massima per periodo 1 anno 10-4 in contraddizione con altri risultati Futuro Mettere in funzione la catena digitale Continuare la misura del Cs per (almeno) altri 6 mesi Studio degli errori sistematici ( temperatura, contributi delle impurezze…) Messa in funzione misura K Analisi dati Cs, K, Th