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alla Macro Area: MATERIA FREDDA & OTTICA QUANTISTICAalla Linea di Ricerca: Spettroscopia della Terra e dell'Atmosfera
Analizzatori di gas per applicazioni geologiche

Il progetto ERC CO2Volc (responsabile Dr. Mike Burton, INGV Pisa), ha come obiettivo lo studio delle emissioni gassose dai vulcani, ed in particolare di anidride carbonica, biossido di zolfo, acido fluoridrico, acido cloridrico e, per la prima volta, del rapporto isotopico dell'acido cloridrico.
Nell'ambito di questo Progetto il gruppo SPHERES collabora allo sviluppo, alla realizzazione ed ai test in campo di tre analizzatori per misure puntuali.
Il primo misura la concentrazione di HCl e il rapporto isotopico H37Cl/H35Cl. E' basato sulla misura dell'assorbimento su una transizione per ciascun isotopo, grazie a due "Interband Cascade Lasers" nel medio infrarosso. I due fasci laser vengono resi collineari, e quindi interagiscono con l'atmosfera su un cammino ottico di circa 20 metri. Questo cammino è ottenuto per mezzo di una cella multipasso di Herriott, sviluppata appositamente per questo progetto, e realizzata in quarzo, fibra di carbonio e acciaio inossidabile.
Il secondo analizzatore misura le concentrazioni di HF and CO2,ed è basato su due diodi laser accordabili nel vicino infrarosso. I due laser sono accoppiati in fibra, così come la cella di riferimento per l'HF. La struttura è molto simile a quella dello strumento precedente.
Il terzo strumento misura la concentrazione di SO2, ed è basato su un LEDUV accoppiato in fibra. La struttura è simile a quella degli altri due misuratori, ma il coating degli specchi della cella multipasso è dicroico (300 e 630 nm). Ciò per permettere sia l'allineamento dello strumento con un laser a HeNe che il normale funzionamento. La rivelazione viene effettuata con uno spettrometro accoppiato in fibra.
Sono state eseguite più campagne di test sull'Etna, su Vulcano e su Stromboli, sia da terra che da aereo ed elicottero.
Nel settembre 2016 è stata eseguita una campagna di misure su un gruppo di vulcani indonesiani, le cui misure sono in corso di analisi.
E' in fase di realizzazione uno strumento per misure da drone,


Foto dello strumento per la misura del rapporto isotopico dell'HCl durante la campagna di test sull'Isola di Vulcano

Andamento del laser di allineamento sugli specchi della cella multipasso per l'UV
Personale INO:

Dipendenti: D'Amato Francesco, Viciani Silvia, Montori Alessio

UOS/Laboratorio INO:
Sezione INO di Sesto Fiorentino presso l'Area di Ricerca di Firenze
Gruppo di Ricerca INO:
SPHERES - Spettroscopia e Fotonica per la Ricerca Ambientale e lo Studio delle Terra

Applicant Areas: Energia & Ambiente, Sicurezza, Metrologia & Sensori

Finanziamento da Progetti:
- Title: CO2VOLC: Quantifying the global volcanic CO2 cycle (Acronym: CO2Volc)
Principali Prodotti della Ricerca associati:
1) Chemical and mechanical sensing with mid-infrared lasers presentato a: MIRS3NS - International Workshop on Opportunities and Challenges in Mid-Infrared Laser-Based Gas Sensing (2015) di D'Amato F. (Abstract/Poster/Presentazione in congresso)
2) Hydrogen chloride 37Cl/35Cl isotopic ratio field analyzer for the investigation of volcanic plumes presentato a: European Geosciences Union, General Assembly 2015 (2015) di D'Amato F., Burton M., Chiarugi A., Viciani S. (Abstract/Poster/Presentazione in congresso)

Sito Web dedicato: click here for further informations



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