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Logistica e corredo strumentale

 

Logistica

Dal 1993 il laboratorio di paleomagnetismo dell’INGV è corredato di  una stanza schermata che garantisce un ambiente protetto dai campi magnetici statici (quali, ad esempio, il campo magnetico terrestre); questa stanza schermata è stata ingrandita nel 2006, permettendo l’alloggio al suo interno di due magnetometri criogenici e di tutte le strumentazioni che devono operare senza l’influenza di campi magnetici.
L’intensità del campo magnetico all’interno della stanza schermata è ridotta a pochi millesimi del campo magnetico terrestre (a Roma circa 45000 nT); la strumentazione all’interno della stanza dispone inoltre di sistemi addizionali di schermatura magnetica (μ-metal) per isolare anche da campi magnetici variabili (fig. 1).
Il laboratorio di paleomagnetismo si avvale anche di una sala attigua dove sono  installati gli strumenti che non necessitano di schermature da campi magnetici e di una piccola cella refrigerata per lo stoccaggio temporaneo di carote e campioni di sedimento.

Figura 1 Visione d’insieme della sala schermata del laboratorio di Paleomagnetismo.

 

Corredo Strumentale

In questa sezione si elencano e si descrivono brevemente i principali strumenti impiegati nel laboratorio di paleomagnetismo dell’INGV.

  • Magnetometro criogenico 2G (installato nel 1996 – Fig. 2)

Magnetometro a sensori DC SQUID, basati sulle caratteristiche di superconduttività di giunzioni alla temperatura dell’elio liquido (4K), per la misura sia di campioni paleomagnetici standard (cilindri di roccia di 2.5 cm di diametro per 2.2 cm di altezza) sia di spezzoni continui di carota (fino ad un massimo di 1.5 m di lunghezza per una sezione quadrata di 1.9 cm di lato). Il magnetometro è attrezzato con una serie di strumentazione accessoria "in linea", che può essere gestita in automatico via computer. Tale strumentazione accessoria comprende un sistema di tre bobine ortogonali per la smagnetizzazione per campo magnetico alternato (AF) dei campioni, con possibilità di produzione di una magnetizzazione "anisteretica" rimanente (magnetizzazione prodotta per applicazione simultanea di un campo magnetico alternato e di un campo magnetico costante) ed un magnete ad impulsi che può produrre un campo magnetico massimo assiale di 0.9T.
Tale magnetometro mantiene la temperatura grazie ad un reservoir contenente 60 l di elio liquido, sufficienti per circa 1.5 anni di operatività.

Figura 2 Il nuovo magnetometro criogenico senza reservoir di elio liquido.
  •  Magnetometro criogenico 2G "liquid-helium-free" (installato 2006)

Di caratteristiche simili al precedente, funzionante però con un moderno sistema di raffreddamento che non necessità del serbatoio da 60 l e garantisce operatività senza riempimenti periodici.

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  • Yesno Giacca Yesno Giacca Blue Donna Donna Giacca Blue Yesno Blue Donna Giacca Yesno Magnetometri spinner AGICO (JR-4, JR-5, JR6 – Fig. 3)

Magnetometri operanti secondo la legge di Faraday-Neumann; il campione ruota a 90 cicli/s all’interno di una coppia di bobine, producendo una forza elettromotrice indotta proporzionale alla magnetizzazione rimanente del campione; questi strumenti sono estremamente affidabili ma meno sensibili del magnetometro criogenico. Sono particolarmente indicati per campioni a magnetizzazione molto elevata che saturano il magnetometro criogenico. 

Figura 3 Il magnetometro spinner modello JR-6A.
  •  Magnetometro Micromag 2900/3900 AGM/VSM Magnetometer, Princeton Measurement Corp. (Fig. 4)

Strumento ad alta precisione e sensibilità per lo studio di cicli d’isteresi e la misurazione di cicli di isteresi ed altre proprietà magnetiche; la sensibilità è 10 nemu in modalità di magnetometro a gradiente alternato (AGM) e di 0.5 μemu in modalità di magnetometro a vibrazione (VSM). Il Magnetometro è equipaggiato di un criostato che permette di operare, in modalità VSM, a temperatura variabile tra 10 e 473 K.

Figura 4 Donna Blue Yesno Yesno Donna Blue Giacca Donna Giacca Yesno Blue Giacca Yesno Giacca Il Micromag, per la risoluzione ad alta sensibilità dei cicli d’isteresi.
  •  Magnetometro a vibrazione Molspin (Fig. 5)

Magnetometro per la risoluzione dei cicli di isteresi di campioni contenenti 0.5 cm3 di polveri; la scarsa sensibilità lo rende inadatto in caso di debole contributo ferromagnetico.

Figura 5 Il VSM Molspin, per studiare i cicli di isteresi su campioni polverizzati.

Forni per la smagnetizzazione termica di campioni di roccia con massima temperatura applicabile 700 °C.

Figura 6 Giacca Giacca Donna Giacca Donna Yesno Donna Blue Yesno Yesno Blue Blue Yesno Giacca Il forno della Pyrox ed il relativo controller, per smagnetizzare fino a 700°C.
  • Magnete ad impulsi 2G (Fig. 7)

Strumento per applicare un campo magnetico impulsivo fino a 2.7 T, in modo di impartire una  magnetizzazione isoterma rimanente.

Figura 7 Il magnetizzatore impulsivo 2G, campo applicato fino a 2.7 T.
  • Kappabridge AGICO (mod. KLY-2,  KLY-3S e MFK1_FA – Fig.8)

Strumenti per la misura della suscettività magnetica e della sua anisotropia su campioni cilindrici e cubici standard. Entrambi i Kappabridge sono accoppiati ad una fornace (rispettivamente CS-2 e CS-3) per la misura della variazione della suscettività magnetica durante un ciclo di riscaldamento-raffreddamento da temperatura ambiente fino ad un massimo di 700°C. Il kappabridge multifunzione MFK1_FA è stato installato nel 2008 ed è associato all’apparato CS-L che permette di misurare la variazone della sucettività anche a basse temperature (fino a circa -196°C, temperatura dell’azoto liquido).

Figura 8 Misuratore di suscettività Kappabridge MFK1-FA, collegato alla fornace per studiare la variazione della suscettività con la temperatura.
  • Smagnetizzatore AF LDA-3A con AMU-1A, AGICO (Fig. 9)

Smagnetizzatore per campo magnetico alternato per campioni paleomagnetici standard, accoppiato ad un equipaggiamento per la produzione della magnetizzazione anisteretica rimanente.

 

Figura 9 Smagnetizzatore AF LDA-3A della AGICO
  • Suscettivimetro Bartington (MS2 – Fig. 10)

Misuratore della suscettività magnetica, con sensore MS2B per campioni cilindrici standard (a 2 frequenze di funzionamento) e sensore circolare MS2C per carote continue, montato in linea con il magnetometro criogenico.

Figura 10Classico Di Colletto Giacca Pesante Nero Clint Biker Vera Uomo Peso Grain Pieno Pelle pFnxw1P Sensore Bartington MS2C, impiegato in linea con il magnetometro criogenico.

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