1 FARE (2009-2011): FAsci Rarefatti in Esterno Main tasks: - sviluppo di sistema di controllo e misura dell’intensità dei fasci di particelle del microfascio.

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1 1 FARE (2009-2011): FAsci Rarefatti in Esterno Main tasks: - sviluppo di sistema di controllo e misura dell’intensità dei fasci di particelle del microfascio esterno a scansione del LABEC - microfasci carbonio fuori dal vuoto Other tasks: - nuove tecniche ad alta risoluzione spaziale in aria per caratterizzazione e modifica materiali LABEC – Firenze Resp. Naz. L. Giuntini 6 ricercatori – 4.1 FTE Sezione Torino Resp. Loc. A Lo Giudice 7 ricercatori – 3.8 FTE

2 Milestones sviluppo setup microfascio LABEC - Firenze 2009 sistema per la rivelazione di particelle diffuse in avanti per il controllo dell’inensità del fascio: completata √ 2010 integrazione del nuovo set-up con l’esistente: completata √ controllo remoto rivelatore avanti: completata √ 2011 installazione di un secondo rivelatore in avanti per misure di FS in coincidenza: completata √ 2012 estrazione ioni pesanti e caratterizzazione fasci: completata √ test impiantazioni microfasci pesanti in diamante: completata √

3 3 C shape carriage Rail fixed to the floor Semi circular rail 0° detector Engine for detector remote positioning Semicircularrail 0° detector case 45° detector case and preamp Sampleposition beam Detector nozzle nozzle FARE: il setup per il controllo dell’intensità della corrente in esterno

4 in practice: 4.as C(  ) = k·  (  ) · I => repeat steps 1 + 2 until C(  )/k·  (  ) reaches the desired value, 0° in picture (known target means known cross section!) 1.reduce beam intensity I using the 4 slit systems along beam path, lowering the detector count rate C 2.slide forward the detector diminishing  the control panels of the 4 slit systems control panels of the detector angular position 3.the count rate C increases Rutherford scattering cross section decreasing scattering angle 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0  (barn)

5 Carbon microbeam: the status of art Spatial resolution tests on a 10 um copper grid, 125 um pitch CIXE (Carbon Induced X-ray Emission) on a lapis lazuli: 2 ~ 50 um wide pyrite cristals

6 Tecniche con fasci rarefatti in esterno – Firenze + Torino 2009 test delle nuove tecniche analitiche in esterno con microfasci rarefatti (STIM e FS) completata √ 2010 messa a punto di STIM e FS: completata √ 2011 mappature IBIC su materiali e dispositivi a semiconduttore: completata √ studi IBIC sulle proprietà di raccolta di carica dei dispositivi a semiconduttore: completata √

7 experimental spectrum on PM10 loaded Teflon experimental spectrum on blank Teflon

8 beam target particle detector STIM in esterno su sezione di formica

9 IBIC study of a solar cell 3 MeV He ions the new set-up for beam current control allowed an easy and fast intensity reduction down to 10 3 particles per second injected directly into the solar cell inhomogeneous response of the polycrystalline CdTe bulk material radiation hardness study for space applications large grains more sensitive to radiation damage

10 IBIL (Torino e Firenze) 2009 - 2010 test e sviluppo delle tecnica analitica IBIL: completata √ 2011 -2012 studi IBIL integrati con tecniche IBA per l’identificazione dei luoghi di provenienza di materiali di interesse nel campo dei beni culturali: completata √ 2012 test ibil UV: lo strumento è stato equipaggiato con l’ottica per le misure UV ed è operativo: completata √ misure UV su campioni di lapislazzuli: da completare (2013) time-resolved IBIL: studi preliminari con la CL: completata √ verifiche with beam: da completare (2013)

11  accessory mineral Wollastonite always present in lapislazuli from Chile  Wollastonite present only in the Chilean lapislazuli Chilean lapis lazuli  IL spectrum of Wollastonite always different from that of all the other accessory minerals in lapislazuli Summarising: IL spectrum is the “fingerprint” of Chilean Lapislazuli  IL spectrum of Wollastonite always the same

12 Presentazioni: 66 (24 inv, 22 ple, 2 par, 18 pos) Tesi: 19 (7 T, 9 S, 3 D) Pubblicazioni: 21 totali 1 Nuovo Cimento C IF < 1: 0 1 < IF < 2: 10 2 < IF < 3: 0 3 < IF < 4: 7 4 < IF : 3 (1 PRL)

13 Melbourne MicroAnalytical Research Centre Zagreb: Ruđer Bošković Ion Beam Centre Guilford Madrid: Centre for Micro Analysis of Materials Museo Archeologico Torino:Museo Scienze Naturali Firenze: Dip Fis. Astr. Dip. Energ. INO Torino: Dip. Fis. Sp. NIS INRIM Roma: ENEA Firenze: Museo di Storia Naturale Collaborazioni Museo San Marco Museo Stibbert OPD

14 Finanziamenti CSN V totale su 4 anni: 124.5 k€

15 http://bc.fi.infn.it BariBologna Ferrara Firenze LNS MilanoB Catania Torino........ Parere dei referees: La collaborazione del progetto FARE ha raggiunto tutti i risultati previsti e ha creato importanti competenze in una tecnologia di frontiera. Il coinvolgimento di tante realtà esterne all’INFN dimostra l’interesse per le applicazioni nel campo dei beni culturali, il numero notevole di giovani coinvolti come laureandi e dottorandi, le numerose pubblicazioni e presentazioni a congressi testimoniano il notevole impegno profuso dal gruppo in questo progetto. Il giudizio è molto positivo. Il lavoro procede bene, rispettando in maniera congrua sia le milestones che le aspettative dell’ambizioso progetto. I referees vedono di buon occhio il tentativo di gestire e coordinare una attivita’ di “beni culturali” unica per tutto l’INFN, e individuano nelle persone coinvolte a Firenze una naturale leadership per ricoprire il ruolo di coordinamento con competenza e ricerca della condivisione.