Application of the Muon IMAging technique in archaeological and mining SITES of touristic and historical interest for the evaluation of cultural and safety aspects

Abstract

Il progetto MIMA-SITES introduce in Toscana l’uso della radiografia muonica (muografia), un’innovativa tecnica di imaging non invasiva che permette di effettuare rilievi radiografici (muografie) di notevoli strati di materiale (roccia, terreno e costruzioni) usando i muoni, una radiazione corpuscolare generata continuamente e in modo naturale dal bombardamento dell’atmosfera da parte dei raggi cosmici, particelle elementari di altissima energia provenienti principalmente dalla nostra galassia. I muoni, che attraversano quasi indenni l’atmosfera e giungono al suolo, costituiscono quindi una sorgente di radioattività naturale: essi penetrano gli oggetti e, a seconda della propria energia e della densità del materiale attraversato, possono proseguire il proprio percorso anche per centinaia di metri prima di essere definitivamente assorbiti, rappresentando quindi l’alter ego dei raggi-X per la radiografia di oggetti di spessore elevato. MIMA-SITES propone l’applicazione della muografia in ambito culturale e della sicurezza all’interno del Parco Archeominerario di San Silvestro (LI), sito d’interesse storico-turistico che conserva evidenze di lavoro minerario organizzato in maniera sistematica già in periodo etrusco. L’Ente gestore (Parchi Val di Cornia SpA) risulta perciò interessato a mettere in atto una serie di azioni aventi l’obiettivo finale di tutelare e valorizzare il sito. Una precedente campagna di misure finalizzata alla verifica della metodologia ha permesso di individuare, all’interno della galleria turistica chiamata Miniera del Temperino, una zona in cui l’applicazione della tecnica potrebbe svelare l’esistenza di pozzi di scavo di epoca etrusca, la cui presenza spiegherebbe l’alta concentrazione di gas radon, associata a fratture nella roccia, rilevata dall’Ente gestore. Il progetto prevede la collaborazione tra la sezione di Firenze dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), che col rivelatore MIMA (Muon Imaging for Mining and Archaeology) progettato e realizzato nei propri laboratori, effettuerà la muografia della zona soprastante il sito identificato e il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università degli Studi di Firenze che, realizzando un rilievo 3D e caratterizzando la geomeccanica della miniera, fornirà informazioni propedeutiche all’applicazione della tecnica muografica. Tutte le attività saranno mirate ad aumentare la sicurezza dei visitatori e a valorizzare il museo come bene del patrimonio culturale.