Fisica Nucleare

Sezione Fisica Nucleare

Coordinatore Prof. Paolo RUSSO

La sezione di Fisica Nucleare comprende attività di fisica nucleare sperimentale e teorica nonché di fisica applicata nel settore della biologia, della medicina e dei beni culturali ed ambientali.
 
Il programma sperimentale spazia dallo studio dei nuclei in condizioni estreme di energia di eccitazione, momento angolare, rapporto N/Z e massa, alla misura di sezioni d'urto di reazioni nucleari di interesse astrofisico mentre l'attività di ricerca teorica è focalizzata sullo studio della struttura nucleare di bassa energia; l'attività di fisica applicata comprende ricerche sperimentali in archeometria (sviluppo ed  applicazione di apparati per analisi di fluorescenza X per i beni  culturali), ricerche  sperimentali sui meccanismi radiobiofisici della radiazione ionizzante,  ricerche sperimentali sulla radioattività naturale ed artificiale e sulla dosimetria per missioni spaziali e ricerche sperimentali per lo sviluppo di nuove tecnologie di ‘imaging' diagnostico e per la radioterapia con relativa dosimetria delle radiazioni; è inoltre presente un'attività di fisica fondamentale sulla fisica dell' antimateria carica e neutra, applicazioni fisiche in geologia e medicina e relativo sviluppo di tecniche di riveazione.
 
I gruppi di ricerca nella sezione partecipano alle attività principali nei rispettivi ambiti di riferimento. PPer quello che concerne le attività sperimentali di fisica nucleare, i gruppi partecipano a diverse delle maggiori attività della CSN3 dell'INFN.
L'astrofisica nucleare si occupa di studiare i processi nucleari di interesse astrofisico. Tali processi sono di solito estremamente rari, a motivo delle bassissime sezioni d'urto alle energie astrofisiche. Per questa ragione, la loro misura in laboratorio non può prescindere da un'efficace soppressione del fondo, per l'ottimizzazione del rapporto segnale/rumore. Il gruppo di Napoli partecipa a numerose attività, che utilizzano diversi approcci per lo studio diretto di reazioni di interesse astrofisico, come ad esempio l'esperimento LUNA (Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics), che sfrutta il silenzio cosmico garantito dalle sale del laboratorio sotterraneo del Gran Sasso; l'esperimento ERNA (Europeana Recoil separtor for Nuclear Astrophysics), che sfrutta una complicata combinazione di strumenti Elettrostatici e campi magnetici per rivelare i prodotti delle reazioni; e l'esperimento NUCL-EX, che studia la struttura e la dinamica nucleare con particolare attenzione al clustering alpha.
A fianco a queste attività c'è anche quella legata all'esperimento FORTE, relativa allo studio della struttura e dei meccanismi di reazione dei nuclei esotici della ‘terra incognita' della carta dei nuclidi. Questi studi rappresentano una delle frontiere della fisica nucleare nei prossimi anni, a livello internazionale.
 
Le attività di Fisica Applicata si svolgono nell'ambito del gruppo V INFN e di progetti nazionali ed internazionali. Relativamente all'attività in fisica medica, si evidenzia che il gruppo è uno dei tre partner del Progetto europeo MAxIMA (2016-2018), per il quale un ricercatore del gruppo è  responsabile dei workpackages assegnati all'unità del Dipartimento di Fisica (250 kEuro) e di workpackages dell'intera collaborazione; inoltre il gruppo è responsabile dell'intero workpackage sulla dosimetria alla paziente per una nuova tecnica di imaging  diagnostico del cancro al seno, impiegante luce di sincrotrone e tecniche di ‘imaging' a contrasto di fase con rivelatore a conteggio di  singolo fotone, nell'ambito di un vasto esperimento nazionale del gruppo V INFN. Il gruppo di fisica medica dipartimentale è inoltre partner  dell'azione della Comunità Europea COST denominata SYRA3 (che comprende i gruppi europei attivi nel settore della applicazioni mediche della luce di sincrotrone). Le attività di ricerca in Biofisica delle Radiazioni si concentrano, fra l'altro, sull'utilizzo di nuovi fasci di ioni in adroterapia, con la responsabilità nazionale del progetto BIOHOT (BIOphysical characterization of Helium and  Oxygen ion beams for hadronTherapy) finanziato dalla CSN V dell'INFN, in collaborazione con il CNAO, l'Università RomaTre e l'Heidelberg Ion Therapy (HIT) center, (Heidelberg, Germania). Inoltre, il Laboratorio di Biofisica delle Radiazioni collabora con l'università di Caserta L. Vanvitelli nell'ambito delle attività di radiobiologia legate alla BNCT come dal progetto PNRR ANTHEM (AdvaNced Technologies for Human-centrEd Medicine). Infine, il Laboratorio di Biofisica delle Radiazioni è parte della Cost Action "COST Action CA21128, PROton BOron Nuclear fusion: from energy production to medical applicatiOns (PROBONO). Il gruppo di radioattività effettua misure finalizzate alla costruzione di mappe della radioattività sia naturale che artificiale, sviluppando anche tecniche di rivelazione originale e studi volti alla minimizzazione della dose agli astronauti bordo dei veicoli spaziali progettati per le prossime missioni.  Infine, il gruppo di archeometria (la cui attività è supportata dall'INFN  nell'ambito della rete nazionale beni culturali CHnet), nel prossimo  triennio sarà inserito nella struttura di H2020 IPERION-CH, inserita  nella rete europea E-RIHS (European Research Infrastructure for Heritage  Science). Tale infrastruttura entrerà al più presto nella roadmap  2016-2020 di ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructures).
 
Tali attività garantiscono una rilevante produzione scientifica che si presenta di primo piano e di alta intensità, come si evince dalle oltre 250 pubblicazioni catalogate nel database SCOPUS nel triennio 2020-2022, per i membri della Sezione.
 
La sezione garantisce inoltre la copertura dei corsi per gli indirizzi di fisica nucleare e di fisica biomedica.
 
 

Partecipanti: