Per l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare sono state realizzate diverse attrezzature e componenti destinati all’esperimento OPERA ed installati presso i Laboratori sotterranei del Gran Sasso. In particolare sono stati forniti:

• lamiere lavorate installate sui due spettrometri
• strutture per montaggio spettrometri
• barre di rame per gli avvolgimenti inferiori e superiori degli spettrometri
• scambiatori di calore inferiori e superiori per il raffreddamento degli avvolgimenti in rame
• travi per allineamento ed irrigidimento spettrometri
• n° 124 semi-wall per l’alloggiamento degli elementi rilevatori
• sistemi di supporto inferiori e superiori per la sospensione delle semi-wall

L’esperimento OPERA è un esperimento per la ricerca di oscillazioni nm-nt nel fascio prodotto presso i laboratori del CERN e da catturare presso i Laboratori Nazionali del Gran Sasso per mezzo di rilevatori (“brick”) allocati nelle semi-wall disposte fra i magneti.
I rilevatori sono dei “mattoncini” costituiti da vari strati alternati di lastre fotografiche e fogli di emulsione.
Studiando le tracce eventualmente lasciate sulle lastre fotografiche gli studiosi pensano di poter fare un passo avanti nella definizione della massa dei neutrini.

L’esperimento NA62 è in fase di preparazione da parte di una collaborazione Internazionale tra INFN, CERN, Mainz, Triumf, Sofia, Mexico, JINR Dubna, IHEP Protvino, INR Moscow, Bern, Birmingham, Fairfax, SLAC e Merced.

Lo scopo dell’esperimento è la misura del rapporto di decadimento del canale K⁺→ π⁺ ν ν per un test determinante del Modello Standard, con la determinazione al 10% del parametro |V td| della matrice CKM.
Uno dei principali contributi al fondo viene dai decadimenti K⁺→π⁺π° con i due fotoni del decadimento del π° che non sono rivelati.
E’ previsto un sistema di veti di fotoni ermetico fino a 50 mrad composto dal calorimetro esistente, da contatori a piccolo angolo e da un sistema di 12 anelli di contatori ( Anti) disposti lungo il tubo di decadimento a distanza di circa 6 metri l’uno dall’altro.

Ogni anello contiene blocchi di vetro al piombo forniti di fotomoltiplicatore ( da 160 a 256 secondo il diametro dell’anello) che devono operare sotto vuoto. Opportune flange con connettori passanti a tenuta di vuoto permettono il passaggio dell’alta tensione per i fototubi, dei segnali in uscita dai fototubi e di fibre ottiche per impulsi luminosi di calibrazione.

La Fantini ha fornito i primi 5 Tubi da vuoto ( ad esclusione della strumentazione interna) corredati di relativi accessori di sollevamento e attrezzature per la rotazione. È in corso la fornitura di altri 4 Tubi da vuoto di diametro maggiore i quali alloggeranno un numero più elevato di blocchi di vetro al piombo forniti di fotomoltiplicatore.

La struttura degli Anti dell’esperimento NA62 è costituita da tubi da vuoto che devono garantire la posizione dei cristalli, mantenendo la loro posizione geometrica. In ognuno di questi tubi da vuoto è garantito un basso livello di perdita dell’oggetto, tale obiettivo è raggiungibile applicando un controllo ad alto livello tecnologico su tutto il ciclo di costruzione dell’oggetto, particolare attenzione viene rivolta alla scelta del materiale, ai procedimenti di saldatura e alla elevata qualità delle lavorazioni meccaniche.

L’idea del rilevatore cilindrico GEM è stata testata per la prima volta con un piccolo prototipo ( 7 cm di raggio e 24 cm di lunghezza) ( 22).
I risultati molto positivi ottenuti con il prototipo hanno preparato la strada alla costruzione di un prototipo a grandezza naturale per il primo strato dell’IT. Da allora l’attività R&D per il rilevatore finale si è focalizzata su tre elementi: la realizzazione ed il test del prototipo cilindrico GEM a grandezza naturale, lo studio dettagliato dell’unità di lettura XV, realizzato su piccole camere piane dedicate per semplicità e per ragioni economiche e la realizzazione di grandi fogli GEM basata sulla nuova tecnologia a maschera singola.

Fantini ha contribuito all’assemblaggio finale di uno strato CGEM che è stato realizzato per mezzo del Sistema di Inserimento Verticale ( VIS), un attrezzo che consente un inserimento agevole e sicuro degli elettrodi cilindrici uno dopo l’altro. Il sistema è progettato per permettere un allineamento preciso degli elettrodi cilindrici lungo l’asse verticale.

L’elettrodo in basso è fisso mentre quello più in alto è leggermente mosso verso il basso da un motore a passo manuale accoppiato ad un riduttore. L’operazione è realizzata con l’aiuto di 3 piccole web-cam posizionate a 120 gradi l’una dall’altra intorno all’elettrodo cilindrico in alto, in modo da permettere il monitoraggio della distanza radiale tra gli elettrodi (2-3 mm tipicamente).
La rotazione su e giù dell’attrezzatura assemblata permette una facile sigillatura su entrambi i lati.

Componenti meccanici in rame elettrolitico per il nucleo del criostato per condizioni “ultra-fredde” dell’esperimento neutrinico CUORE.

L’esperimento CUORE è frutto della collaborazione tra trenta istituzioni scientifiche e di ricerca in Italia, USA, Cina, Spagna e Francia ed è installato nelle profondità del laboratorio sotto il Gran Sasso di proprietà dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), ove l’enorme nucleo di roccia della montagna fornisce una schermatura totale contro le radiazioni cosmiche. Il volume interno utile dell’esperimento è pari ad 1 metro cubo ed opera ad una temperatura stabile di 6 millikelvin (pari a -273,144°C), ovvero a soli 6 millesimi di grado sopra lo zero assoluto (-273,15°C): esso è, a tutti gli effetti, “il metro cubo più freddo dell’intero Universo”.

L’obiettivo dell’esperimento CUORE è quello di creare le condizioni per l’osservazione del rarissimo fenomeno del “doppio decadimento beta senza emissione di neutrini”, necessario per determinare la massa dei neutrini e, più in generale, investigare l’asimmetria tra materia ed antimateria nell’Universo.

L’INFN ha commissionato alla Fantini Sud la realizzazione della piastra massiccia in rame elettrolitico puro NOSV di supporto dei rivelatori di radiazioni (cristalli di ossido di tellurio), dei relativi schermi superiore ed inferiore e di vari componenti di separazione ed ancoraggio.

I semi-lavorati in rame elettrolitico hanno dovuto essere lavorati esternamente ed internamente con ristrettissime tolleranze meccaniche, in tempi contingentati (per ridurre l’esposizione del materiale alle radiazioni ambientali), in condizioni di pulizia assoluta ed utilizzando specifici utensili e lubrificanti (olio d’oliva puro) per evitare qualsiasi forma di contaminazione dei componenti finiti.
Il controllo della qualità per la produzione di tali componenti è stato esercitato ai massimi livelli.

L’esperimento ATLAS studia le collisioni protone-­‐protone originate al collisionatore adronico LHC del CERN di Ginevra, a valori ‘record’ di luminosità (1034) e di energia dei fasci (14TeV), ai quali si arriverà, per passi successivi.

L’apparato ATLAS ha una struttura a ‘shell’ costituita da diversi tipi di rivelatori, disposti con simmetria cilindrica intorno all’asse dei fasci. Ogni rivelatore ha una funzione specifica ed è in genere in grado di rivelare una determinata famiglia o tipo di particelle.

Vicino al vertice di interazione vi è il tracciatore di particelle cariche, successivamente i calorimetri elettromagnetico ed adronico e infine vi è lo spettrometro di muoni, che ha anche la funzione di fornire il trigger di primo livello per tutti gli eventi contenenti muoni nello stato finale.

La Fantini ha fornito i componenti per la realizzazione di n.3 Stiff_Frames (disegno INFN-Frascati) facenti parte dell’attrezzatura per la costruzione dei pannelli di Drift delle camere Micromegas per l’upgrade delle Small Wheel dell’Esperimento ATLAS al CERN di Ginevra .

Le lavorazioni meccaniche dei componenti eseguite da Fantini hanno permesso di raggiungere le specifiche di planarità di 100 miccron previste dal progetto, l’assemblaggio degli Stiff_Frames è stato eseguito dal personale INFN nella Camera Pulita dei Laboratori Nazionali di Frascati.

Nel sito di Magurele, Romania, ospiterà un laser di altissima intensità e potenza da 10 PW con intensità dell’ordine di 1023–1024 W/cm2, e una sorgente di raggi gamma realizzata mediante back-scattering Compton.

Le applicazioni riguardano esperimenti di fi sica nucleare: reazioni fotonucleari, fi sica nucleare esotica e astrofisica.

L’Italia, con il CNR, l’INFN e il Sincrotrone Trieste, partecipa attivamente all’iniziativa sin dalle prime fasi e oggi fa parte del primo gruppo di paesi membri di ELI, insieme a Romania, Repubblica Ceca, Ungheria, Germania e Gran Bretagna. In particolare l’INFN sta coordinando il consorzio Euro Gamma-S, che coinvolge 12 partner tra istituti e aziende europei, per la realizzazione della sorgente gamma a elevata intensità in Romania e collabora attivamente con ELI-Beamlines sulla produzione di sorgenti secondarie di protoni per uso medicale (ELIMED).

La Fantini ha contribuito all’esperimento fornendo varie tipologie di componenti meccanici destinati ai moduli M1, M2, M3 del ELI-NP GAMMA BEAM SYSTEM.

La fornitura ha riguardato un primo lotto di n. 6 Pedestal support con la relativa meccanica di centraggio e accoppiamento. Inoltre sono stati realizzati i gruppi ruote necessari alla movimentazione dei moduli (sotto assiemi); sempre relativamente alla movimentazione dei moduli l’azienda ha realizzato attrezzature di sollevamento.

A completamento di questa prima parte della fornitura sono stati realizzati dei supporti per elementi magnetici, per camere da vuoto e per elementi di diagnostica dei fasci di particelle.

Il secondo lotto di fornitura destinata alla sezione INFN di Ferrara ha riguardato anche in questo caso n. 4 Pedestal Support e la relativa meccanica di centraggio e accoppiamento.

Il nuovo impianto ESS (European Spallation Source) è in fase di realizzazione a Lund, in Svezia, trattasi di un acceleratore di particelle che consentirà l’analisi, la caratterizzazione ed il collaudo di materiali (metallici e non) utilizzando tecniche di spettroscopia neutronica ad altissimo flusso.

Il nuovo impianto è considerato strategico per mantenere l’Europa in posizione di punta nel settore della ricerca e sviluppo di materiali innovativi per l’applicazione nei settori industriali manifatturiero, farmaceutico, chimico ed energetico.

In tale ambito l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) sta curando la progettazione e realizzazione di varie sezioni della parte non superconduttiva dell’acceleratore: sorgente di protoni, Radio Frequency Quadrupole e Drift Tube Linac.
Nella successiva fase di costruzione INFN estenderà il suo contributo anche alle cavità superconduttive della sezione ad alta energia dell’acceleratore.

La Fantini Sud ha realizzato per INFN il meccanismo di movimentazione ed allineamento di precisione del generatore (alimentato ad altissima tensione) facente parte della sorgente di protoni.

Il meccanismo è in grado di bilanciare esattamente il peso del generatore supportato per favorirne l’allineamento con gli altri componenti della sorgente ed è installato all’interno di un cubicolo di schermatura idoneo alla protezione per le altissime tensioni.

La forma costruttiva della slitta ha anche lo scopo di semplificare e velocizzare le operazioni di manipolazione, controllo ed allineamento svolte da operatori, onde ridurne l’esposizione fisica ai fini della radioprotezione.
La slitta è realizzata in leghe d’alluminio ed in acciaio inossidabile, mentre la flangia di collegamento con il generatore è di ferro puro (lega ARMCO).

Descrizione della fornitura
Su mandato dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare – Laboratori del Sud di Catania – è stata realizzata la camera PMQ per l’apparato radio-terapico ELIMED. Si tratta di una camera in alto vuoto ospitante i magneti divertori che alimenterà il laboratorio di radioterapia oncologica (adronoterapia) ELIMED presso l’istituto di ricerca ELIBeams a Praga (Repubblica Ceca). La camera – del volume di 900 litri – è realizzata in acciaio inossidabile e lega d’alluminio ed opererà in alto vuoto (1×10-6 mbar) per effetto di una pompa turbo-molecolare. Oltre ai dispositivi di tenuta, la camera ospita i servo-meccanismi di precisione necessari per il posizionamento ed il ritiro dei magneti divertori che prelevano, deviano e focalizzano il sottilissimo fascio di particelle generate in un’altra camera sotto vuoto collegata (Elimaia Interaction, anch’essa di costruzione della Fantini Sud direttamente per conto di ELIBeams) all’interno di un nuovo laboratorio per la fisica delle altissime energie.

Descrizione dell’esperimento
L’esperimento ELIMAIA è uno dei nuovissimi filoni nella ricerca sull’interazione tra materia ed altissime energie generate da sorgenti laser pulsate tra le più potenti mai costruite. L’interazione tra la materia ed il fascio laser consentirà all’apparato ELIMED la focalizzazione di un fascio di particelle cariche estremamente sottile ma potente, in grado di essere convogliato con enorme precisione e selettività in zone del corpo umano delicate e sensibili (es. cervello e tessuti nervosi) per il trattamento di formazioni oncologiche.

Descrizione della fornitura
Per l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare sono state realizzate le seguenti attrezzature destinate all’esperimento Padme ed installate presso i Laboratori Nazionali dell’INFN di Frascati.
La fornitura riguardava la realizzazione del ‘’VACUUM TANK’’ dell’esperimento PADME e si compone di n. 1 camera da vuoto di circa 1 m3 di volume, realizzata in due parti accoppiate insieme rigidamente a formare un’unica struttura con consistenza meccanica adatta a sopportare a pressione atmosferica esterna. Supporti meccanici idonei a gestire la camera durante le fasi di assemblaggio, test e installazione e attrezzature di sollevamento per rendere possibile l’uso del carroponte durante le fasi di trasporto. La fornitura è stata gestita in conformità alla Direttiva Macchine 2006/42/CE e nel rispetto della gestione qualità ISO 9001 e nella prima fase della commessa è stata prodotta una relazione tecnica contenente i calcoli e le verifica strutturali dell’intera struttura (camere e supporti) secondo le normative vigenti.

Descrizione dell’esperimento
L’esperimento Padme funziona grazie ad un apparato di misura piccolo, ma estremamente preciso, in grado di osservare la produzione di fotone oscuro in collisioni di elettroni e anti-elettroni, chiamati positroni. L’esperimento è installato nella sala sperimentale della
struttura di test (BTF) dell’acceleratore lineare dei LNF che accelera positroni “sparandoli” su un bersaglio di diamante. Interagendo con gli elettroni atomici, i positroni potrebbero produrre i “fotoni oscuri” assieme ad un fotone visibile. Per funzionare, l’esperimento ha bisogno di un campo magnetico sviluppato da un magnete realizzato al CERN Super-Proto-Sincrotrone. Il calorimetro di PADME è composto da circa 600 cristalli scintillanti inorganici e fornirà una misura precisa delle caratteristiche del fotone visibile da cui è possibile estrarre preziose informazioni sull’esistenza e sulla massa del fotone oscuro. PADME è una collaborazione internazionale che coinvolge ricercatori dell’istituto MTA Atomki di Debrecen, Ungheria, dove già sono stati svolti esperimenti sul “dark photon” e dell’Università di Sofia, in Bulgaria, che si occuperà dei rivelatori a barre scintillanti. Sono anche membri della collaborazione Cornell University, Iowa University e William and Mary College.

Descrizione della fornitura
Per l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare è stata realizzata la seguente attrezzatura destinata all’esperimento Mu2e. La fornitura riguardava la realizzazione della Struttura meccanica del calorimetro, un componente realizzato partendo da una lamiera di alto spessore di Alluminio il quale dopo opportuno taglio ad acqua è stato lavorato su una macchina utensile a controllo numerico.
La fornitura è stata gestita in conformità agli standard richiesti dal committente.

Descrizione dell’esperimento
Il calorimetro dell’esperimento Mu2e è costruito da 1348 cristalli scintillanti divisi in due “ciambelle” alte 1.60 m e ottimizzate per identificare elettroni, probabilmente la più famosa tra le particelle. Mu2e cerca un processo di conversione di un muone (una sorta di fratello maggiore dell’elettrone) in elettrone. Nel viaggio dell’elettrone all’interno dei cristalli del calorimetro, si producono fotoni in modo proporzionale all’energia dell’elettrone di partenza, finché l’elettrone non si
arresta all’interno del rivelatore stesso. Ovvero, maggiore è l’energia rilasciata nel cristallo, tanto più è grande la sua luce di scintillazione.

FTU è una macchina tokamak di medie dimensioni con un elevato campo magnetico toroidale di 80.000 Gauss. La generazione di un così elevato campo magnetico richiede il passaggio negli avvolgimenti toroidali di una corrente continua di 37.800 Ampere per 1.5 secondi. Poiché tutti gli avvolgimenti di FTU sono bobine di rame, al fine di evitarne il danneggiamento, è necessario abbassare la loro resistività in modo da diminuire drasticamente la dissipazione per effetto Joule.

L’unica possibilità è di tenerle costantemente alla temperatura di lavoro dell’azoto liquido, pari a circa -196 °C. FTU, pur essendo un tokamak di medie dimensioni, ha una notevole complessità e richiede un numero elevato di sistemi ( o sottoimpianti) per il suo funzionamento. Tali sotto-impianti, spesso di grandi dimensioni, sono fisicamente installati sia nell’edificio che ospita il “toro” ( ovvero il nucleo centrale costituito dalla camera da vuoto e gli avvolgimenti toroidali e poloidali) sia in vari altri edifici dislocati intorno a questo.

Per il Centro Ricerche ENEA di Frascati (RM) sono state costruite due attrezzature per il remote handling sulla macchina Frascati Tokamak Upgrade ( FTU).

IVROS – In Vessel Remote Operating System
Si tratta di una struttura utilizzata per lo smontaggio dei LIMITER ovvero di quelle piastre che realizzano lo strato protettivo interno delle pareti della camera da vuoto della macchina da fusione. Tali piastre possono essere danneggiate localmente in caso di defezione nel confinamento magnetico del plasma per cui se ne rende necessario lo smontaggio e la sostituzione.

MULTI-LINK
Si tratta di una struttura mobile, scorrevole su apposite guide, studiata per consentire l’inserimento all’interno della camera di FTU di un manipolatore con a bordo attrezzature per l’ispezione visiva e per le varie misurazioni da effettuare durante la vita della macchina.

Bersaglio multiplo per la caratterizzazione dell’interazione del rame elettrolitico OF con neutroni nello spettro energetico della fusione nucleare

Lo sviluppo della progettazione dei nuovi prototipi dei reattori a fusione del tipo destinato alla futura produzione di energia elettrica su scala industriale richiede, tra l’altro, l’approfondimento delle caratteristiche fisiche e meccaniche, delle prestazioni e della durevolezza dei materiali necessari nelle peculiari condizioni di processo. Tali ricerche sperimentali sono necessarie in quanto le caratteristiche fisiche e nucleari della reazione di fusione sono molto diverse da quelle delle varie tipologie di reattori a fissione ed, inoltre, alcuni specifici materiali scarsamente utilizzati fino ad ora nell’industria nucleare di potenza trovano ora un esteso sviluppo nella fusione.

Il rame elettrolitico rientra in tale categoria di materiali di nuovo utilizzo e risulta pertanto necessario estendere ed approfondire le sue caratteristiche nell’interazione con i neutroni avente lo spettro energetico proprio dei reattori a fusione di nuova generazione: sezioni d’assorbimento neutronico, tolleranza al danneggiamento, durabilità, deriva della caratteristiche termiche e meccaniche.

Nell’ambito di un progetto di ricerca europeo l’ENEA ha commissionato alla Fantini Sud la realizzazione di un bersaglio multistrato del peso di oltre 2200 kg realizzato con 7 lastre massicce in rame elettrolitico puro con grado OF (oxygen free = privo d’ossigeno), supportate da un telaio in alluminio idoneo ad essere installato su di una struttura orientabile.

Ogni lastra, realizzata a tolleranza meccanica, contiene al suo interno dei cilindri estraibili porta-rivelatori per la misura delle interazioni tra neutroni e rame; le lavorazioni meccaniche estremamente accurate hanno consentito di riprodurre esattamente l’assetto geometrico previsto e di evitare la presenza ed il disturbo dell’aria all’interno del volume di prova.

Gli anelli di pre-compressione saranno una delle strutture composite più stimolanti mai prodotte. Con un peso di oltre 3 tonnellate ognuna, esse sosterranno gli induttori toroidali di ITER dall’alto verso il basso con un carico radiale di 7.000 tonnellate per induttore e resistendo allo stress di sollecitazione del premilamiera di 350 MPa per anello.

Dieci anni di R&D dei laboratori italiani dell’ENEA ( Frascati), secondo gli accordi con l’Agenzia Europea per lo Sviluppo della Fusione ( EFDA), the European Domestic Agency ed i contratti diretti con l’Organizzazione ITER, hanno recentemente portato ad una conclusione.
Il lavoro svolto dal team di ENEA ha identificato due processi di fabbricazione adatti per gli anelli e sviluppato metodi applicabili di esami non distruttivi attraverso i raggi X e gli ultrasuoni.

Il team italiano inoltre ha completato la totale caratterizzazione meccanica del composito fibra di vetro/epoxy a temperatura ambiente e di utilizzo permettendo una ottimizzazione finale del disegno dell’anello ed ha determinato l’ultimo stress di trazione ( UTS) di 6 anelli modello ( in media 1500 MPa) su una macchina a progettazione speciale che, con 18 estrattori idraulici indipendenti, simula la configurazione dei 18 induttori toroidali.

ITER sarà il più grande esemplare di tokamak ( apparecchiatura per fusione nucleare) mai costruito.

La Fantini Sud ha realizzato la struttura meccanica destinata a comporre la macchina utilizzata per le prove di resistenza e rilassamento degli anelli di precompressione in scala ridotta per i magneti di ITER.

LHC- Dispositivo “Reaction Tool” per il Magnete Prototipo 11T DS
Nell’ambito del suo programma di sviluppo e potenziamento di medio termine del grande acceleratore di particelle LHC (Large Hadron Collider), il CERN sta collaborando con il FNAL (Fermi National Accelerator Laboratory in USA) per lo sviluppo di un magnete dipolo superconduttore ad altissimo campo magnetico e la convalida di fattibilità della tecnologia Nb3Sn nel campo delle altissime energie.
Per la realizzazione di un prototipo di magnete Nb3Sn lungo 5,5 m è necessario disporre di speciali stampi compositi per la formatura, il trattamento termico, l’impregnazione, la protezione e la manipolazione del nucleo superconduttore.

Il CERN ha commissionato alla Fantini Sud la realizzazione dello stampo (chiamato Reaction Tool) per la formatura ed il trattamento termico del nucleo. Trattasi di un componente meccanico di altissima precisione costituito da 145 parti meccaniche in acciaio inossidabile, tutte trattate con un ciclo termico di distensione sotto vuoto e realizzate con strettissime tolleranze di lavorazione.
Le varie parti componenti sono state progettate per garantire la totale intercambiabilità con quella dell’altro stampo d’impregnazione, al fine di consentire l’operazione di permutazione dall’uno all’altro senza alcuna sollecitazione meccanica a carico del delicatissimo nucleo superconduttore.

Tavola d’assemblaggio e ribaltamento per dispositivi “Reaction Tool” ed “Impregnation Tool” per il Magnete Prototipo 11T
La tavola è un apparato meccanico di precisione realizzato espressamente a supporto della attività relative ai due stampi di formazione ed impregnazione del nucleo superconduttore del magnete dipolo 11T DS, frutto della collaborazione tra il CERN d Ginevra ed il FNAL (Fermi National Accelerator Laboratory in USA).

La tavola, commissionata dal CERN alla Fantini Sud, è un servo-meccanismo di supporto, manipolazione e rotazione di stampi lunghi 6 metri, supportato da una struttura di base ad elevata rigidità; essa consente le operazioni di assemblaggio, ribaltamento e reciproca permutazione tra le parti dei due distinti stampi di formazione e trattamento termico (Reaction Tool) e d’impregnazione con resina (Impregnation Tool), rispettando stringenti requisiti di limitazione delle sollecitazioni meccaniche a carico del nucleo semi-conduttore in Nb3Sn.

Lo stampo “Reaction Tool” in acciaio inossidabile è stato anch’esso realizzato per il CERN dalla Fantini Sud.
Il banco costituisce anche una postazione di lavoro orientabile per l’esecuzione delle attività intermedie d’ispezione, misurazione laser e deposizione di teli in fibra di vetro sul nucleo.

Per il CERN la Fantini Sud ha fornito un tavolo di assemblaggio e rotazione per dispositivi denominati “Reaction Tool” ed “Impregnation Tool” per il Magnete Prototipo 11T
La tavola è un apparato meccanico di precisione realizzato espressamente a supporto della attività relative ai due stampi di formazione ed impregnazione del nucleo superconduttore del magnete dipolo 11T DS, frutto della collaborazione tra il CERN di Ginevra ed il FNAL (Fermi National Accelerator Laboratory in USA). Tale attrezzatura, commissionata dal CERN alla Fantini Sud, è un servo-meccanismo di supporto, manipolazione e rotazione di stampi lunghi 6 metri, supportato da una struttura di base ad elevata rigidità; essa consente le operazioni di assemblaggio, ribaltamento e reciproca permutazione tra le parti dei due distinti stampi di formazione e trattamento termico (Reaction Tool) e d’impregnazione con resina (Impregnation Tool), rispettando stringenti requisiti di limitazione delle sollecitazioni meccaniche a carico del nucleo semi-conduttore in Nb3Sn.

Nell’ambito del programma di cooperazione a livello europeo per le attività della ricerca sulla fusione a confinamento magnetico, il programma sperimentale che si sta portando avanti presso l’impianto JET ( Joint European Torus) del UKAEA Culham Science Centre di Oxford ha l’obiettivo di dimostrare la fattibilità tecnica e scientifica della produzione di energia dalla fusione di atomi leggeri.

L’impianto JET, per il quale è stata realizzata la struttura di sostegno dell’antenna che provvederà al riscaldamento del plasma mediante la radiofrequenza, è una macchina prototipo in scala rispetto alla futura macchina ITER; quest’ultima, con una potenza totale di circa 500 MW, sarà la prima macchina da fusione a produrre energia termica in quantità paragonabile ad un reattore commerciale.

La struttura costruita per il JET è realizzata interamente di acciaio inox AISI 316 L ed è composta dai seguenti elementi principali:

• Trolley: si tratta di un carrello dotato di due appendici sulle quali verrà fissata l’antenna.
• Guide e ruote: sul carrello sono fissati due gruppi ruote, uno per lato, che consentono al carrello di assecondare il movimento dell’antenna, entro certi limiti, in caso di vibrazioni di questa dovuti a eventuali disrupzioni del plasma ( urti contro le pareti della camera di reazione).
• N° 2 smorzatori aventi la funzione di contrastare le forze del vuoto della camera dove è installata l’antenna.
• N° 2 cilindri pneumatici per contrastare le variazioni di pressione atmosferica entro +/- 10 Kn.

Inoltre è stato realizzato un bilancino per la movimentazione dell’insieme trolley – antenna e le attrezzature di taratura degli smorzatori e della struttura, simulando le forze in gioco durante il normale funzionamento.

Wendelstein-7X, in costruzione presso il Max Planck Institute for Plasma Physics a Greifswald, sarà nel 2014 il più grande e avanzato reattore del tipo Stellarator.

Il principale obiettivo di questo progetto è di investigare sull’applicazione di questa configurazione ai futuri impianti di potenza. L’ottimizzazione del campo magnetico generato da magneti superconduttivi modulari, consentirà al W7-X di dimostrare la principale caratteristica di queste macchine: la possibilità di operare sul plasma in regime stazionario.

Rilievi per la preparazione dei cianfrini, manipolazione e saldatura in opera dei 254 Port (penetrazioni nel Plasma Vessel), hanno richiesto la realizzazione delle Rampe, apparecchiature appositamente concepite per allineare con precisione masse rilevanti, manovrando nei ristretti spazi geometrici consentiti dai molteplici sistemi già installati.

Dotate di 10 o più gradi di libertà, con movimenti controllati in grado di compensare le deformazioni elastiche dei materiali, le Rampe hanno guidato i Port in tutte le direzioni: supportate dal Bridge al di sopra del W7-X; o mobili sotto l’Outer Vessel su cuscini d’aria o ruote, tra basamento, strutture temporanee e barre del Bus; a bordo dei Tower, infine, per i grandi Port della zona equatoriale.

Particolari tecniche d’installazione e attrezzature ancillari sono correntemente testate con i prototipi dei delicati Current Lead, i superconduttori ad alta temperatura ( HTS) che nel W7-X hanno l’estremità fredda in alto.
Altre tecniche sono allo studio per estendere l’uso delle Rampe alla manipolazione e installazione delle Dome-Sections, le ingombranti
propaggini inferiori dell’Outer Vessel che saranno messe in opera dopo i Current Lead.