Studio della produzione di 7Be dovuta all¿interazione dei raggi cosmici in scintillatori liquidi

La ricerca è inserita nel contesto dell¿esperimento Borexino, un rivelatore che ha come scopo principale la rivelazione in tempo reale della componente a bassa energia (< 1 MeV) dei neutrini emessi dal sole. La parte sensibile del rivelatore è costituita da 300 tonnellate di scintillatore liquido composto da pseudocumene come solvente (Pseudocumene C9H12) con aggiunta di un particolare soluto per migliorarne le proprietà scintillanti. Il problema principale di un rivelatore che si propone lo studio di eventi rari in questa regione di energie è costituito dal fondo dovuto ai decadimenti di isotopi radioattivi e dai segnali indotti dalla radiazione cosmica; per ovviare a quest¿ultima componente il rivelatore è situato nei laboratori sotterranei del Gran Sasso dell¿INFN. Durante il trasporto, dal sito di produzione, vicino a Cagliari, ai laboratori sotterranei, nello pseudocumene vengono originati radionuclidi dovuti all¿interazione dei raggi cosmici. Particolarmente critico è il 7Be che ha un tempo di dimezzamento di circa 53 giorni. Tale nuclide è creato dalla interazione dei neutroni cosmici coi nuclei di carbonio costituenti lo pseudocumene. I processi di distillazione a cui viene sottoposto lo scintillatore prima della sua immissione nel rivelatore hanno la funzione di asportare i radionuclidi con alta efficienza. Resta comunque di notevole importanza conoscere il livello di contaminazione di 7Be nello scintillatore, che è funzione del tempo di esposizione alla radiazione cosmica e della quota a cui questo avviene. La componente adronica dei raggi cosmici a livello del mare è quasi esclusivamente dovuta ai neutroni; sia i flussi alle diverse quote che le sezioni d¿urto di produzione sono poco conosciute. Un significativo miglioramento della conoscenza della sezione d¿urto di interazione della reazione 12C(n,x)7Be è stato ottenuto grazie ad un precedente finanziamento (FIRST2005). In questa ricerca ci si prefigge la misura del tasso di produzione di 7Be in campioni di pseudocumene esposto a varie quote (a livello del mare, a circa 1000 m slm, a circa 2200 m slm e a circa 3500 m slm). La stima del numero di nuclidi creati sarà ottenuta dalla misura del gamma di diseccitazione del 7Be (Egamma = 478 keV) tramite un rivelatore di germanio ad alta purezza. Pur essendo questo studio rivolto in particolare all¿esperimento Borexino, la valutazione della produzione di radionuclidi da attivazione cosmogenica è di interesse in tutti gli esperimenti in cui si fa uso di grandi masse di scintillatore liquido.