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FP7

NANORAY — Risultato in breve

Project ID: 222426
Finanziato nell'ambito di: FP7-SME

Una macchina a raggi X ad altissima risoluzione che entra in una valigia

Alcuni scienziati finanziati dall'UE hanno creato un dispositivo a raggi X unico basato sull'utilizzo di nanostrutture di carbonio innovative. Il sistema, dalle dimensioni ridotte, portatile e con un'altissima risoluzione, potrebbe rivoluzionare tutti i settori correlati all'imaging dei materiali.
Una macchina a raggi X ad altissima risoluzione che entra in una valigia
Nonostante l'enorme contributo apportato dalle tecnologie a raggi X a questo specifico ambito - nonché alla diagnostica medica - sin dalla loro scoperta (risalente a oltre un secolo fa), lo sviluppo di tali strumenti è andato molto a rilento. Le emissioni termoioniche tradizionali si basano sul riscaldamento di un filamento di metallo (chiamato catodo) a una temperatura di oltre 1 000  gradi Celsius, che rappresenta il punto di emissione di elettroni. Queste particelle subiscono un'accelerazione finalizzata al bombardamento di un bersaglio di metallo (detto anodo) in grado di rilasciare raggi X.

L'emissione di elettroni per effetto di campo è un ambito soggetto a un intenso lavoro di analisi volto a indagare i primi progressi importanti compiuti da questa tecnologia nell'ambito dei raggi X sin dal momento della sua invenzione. L'emissione per effetto di campo, chiamata anche "emissione fredda" e indotta dall'applicazione di un campo elettrico di forte intensità, registra importanti vantaggi sull'emissione termoionica, tra cui la corrente elevata e la modulazione istantanea. Ciononostante, l'utilizzo di questa tecnologia è stato limitato a causa della mancanza di emettitori di elettroni affidabili e a elevate prestazioni.

I nanotubi di carbonio (CNT) potrebbero corrispondere esattamente al catodo freddo ricercato dagli scienziati che, grazie ai finanziamenti stanziati dall'UE per il progetto 'Development of a X-ray tube based on the field emission properties of carbon nanotubes' (NANORAY), hanno creato un dispositivo a raggi X portatile e di piccole dimensioni basato sull'utilizzo di CNT sintetizzati in varie architetture. Il sistema si basa su una macchia focale fortemente ridotta, finalizzata a una risoluzione delle immagini ottimizzata che supera notevolmente l'attuale stato dell'arte. Il catodo a emissione di campo garantisce un consumo energetico minimo, costi di manutenzione significativamente ridotti e un funzionamento a regime pulsato rispetto ai catodi termoionici tradizionali.

Il sistema NANORAY è un dispositivo a raggi X economico, portatile e ad altissima risoluzione la cui commercializzazione registrerà un notevole impatto sui servizi al punto di utilizzo della diagnostica medica, come ad esempio la scena di un incidente. Gli esperti prevedono inoltre che la nuova strumentazione coinvolgerà in modo particolare I settori commerciali interessati all'analisi spettroscopica dei materiali, come ad esempio quello del controllo della qualità alimentare. L'elevata risoluzione di strumenti portatili e dalle dimensioni ridotte ha buone probabilità di stimolare l'interesse anche di coloro che operano nell'ambito dei sistemi di sicurezza destinati agli aeroporti e alle banche.

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