Progetto dell’acceleratore della sorgente di raggi X di STAR
Sorgente per retrodiffusione Thomson

Il disegno complessivo dell’acceleratore di elettroni di STAR permette di visualizzare i vari sottosistemi quali le 3 stazioni di potenza in radiofrequenza (a sinistra in basso), il fotoiniettore e la sezione di accelerazione lineare (al centro/sinistra in alto) e le due linee di bassa energia (energie fino a 60 MeV – a destra in alto) e di bassa energia (energie fino a 150 MeV – a destra in basso). Le linee di luce in basso a destra portano i raggi X prodotti verso le stazioni sperimentali SoftX e µTomo. L’intero acceleratore è lungo 24 metri.

Zanzara del Paleogene intrappolata in ambra baltica
Età giacimento: 40 milioni di anni
Miniera/area di estrazione: Kaliningrad
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

L’ambra è una resina che, solidificando, conserva resti vegetali e animali. La maggior parte delle inclusioni sono insetti – i più frequenti mosche e zanzare – che rimangono intatti per milioni di anni e regalano informazioni essenziali per comprendere l’evoluzione biologia. La microtomografia restituisce una visione tridimensionale dell’insetto fino ai dettagli degli organi interni. 

Sezione virtuale di una batteria esausta
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

In questa sezione tomografica si può apprezzare la struttura interna del materiale attivo della batteria che è composta da otto elementi a bottone in serie uno sopra l’altro (nell’immagine ne sono mostrati solo 6). Nella pila scarica sono presenti punti di frattura e difetti dovuti al suo deterioramento.

Superficie esterna e interna del cuore di un pesce rosso.
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

Il cuore dei pesci rossi (Carassius auratus) è costituito da quattro camere: seno venoso, atrio, ventricolo e bulbo arterioso. L’immagine mette soprattutto in evidenza il ventricolo,  costituito da una parte compatta esterna e da uno strato interno, di natura spugnosa. A destra, in bianco è riportata la struttura delle cavità interne (spazi intertrabecolari progressivamente più piccoli procedendo dal lume verso la regione epicardica) del ventricolo. Questo cuore è utilizzato come modello di ricerca nello studio della plasticità cardiaca, consentendo di analizzare gli aspetti tissutali, molecolari e cellulari di questo organo.

Proiezione tomografica di un molare umano
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

Rappresentazione in trasparenza delle superfici esterna (smalto) e interna (camera pulpare) di un molare umano. Lo spazio interno è formato da una cavità centrale, occupata dalla polpa dentale, e dalle cavità delle radici attraversate da nervi e vasi sanguigni.

Proiezione tomografica di una larva nella sua cella
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

La Megachile Chalicodoma Sicula è particolarmente diffusa nei paesi mediterranei. Costruisce un nido pressoché impermeabile  impastando sabbia e terra con una secrezione delle ghiandole labiali. Il nido ha una struttura sferica o semisferica, lo si trova attaccato alle rocce, ai muri delle case, o a sottili ramoscelli degli arbusti.
All’interno del nido sono presenti diverse celle allungate che vengono riempite con miele e polline. In ogni cella viene deposto un uovo, da cui si sviluppa la larva.

Ossidiana della Sierra de las Navajas (Messico)
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

Rappresentazione tomografica della superficie esterna (a destra) e di quella delle vescicole interne (a sinistra) di un’ossidiana. Le ossidiane sono rocce magmatiche di tipo effusivo caratterizzate da  una struttura vetrosa. La loro genesi si deve al rapidissimo processo di solidificazione della lava. A differenza delle “nostre” ossidiane di Lipari, quelle della Sierra de las Navajas presentano al loro interno delle vescicole allungate in una specifica direzione (mostrate in blu). Queste piccolissime cavità giocano un ruolo preminente nel determinarne le caratteristiche cromatiche (il colore e la brillantezza della superficie) e le proprietà meccaniche (in che modo, sottoposte a una pressione, si rompono).
Le ossidiane sono state utilizzate per la creazione di ciondoli o oggetti votivi e per realizzare coltelli, punte di freccia o altri utensili taglienti.

Proiezione tomografica dello scheletro di un Danio rerio
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

Il Danio rerio o Zebrafish è un piccolo pesce d’acqua dolce, facile da allevare in laboratorio, molto utilizzato negli studi farmacologici e tossicologici e nella valutazione di nuove terapie sia a causa della somiglianza genetica con l’uomo sia per la sua capacità di assorbire molecole disciolte in acqua. Per questa ragione è anche una specie di indicatore dell’inquinamento dell’ecosistema marino.

Pori interni ad un provino in polimerico
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

Per mettere in evidenza i pori e la superficie di un provino polimerico (realizzato mediante stampa 3D) si è sezionata la sola superficie del “digital twin” ottenuto con la microtomografia a raggi X..

La tecnologia della stampa 3D viene ormai utilizzata in moltissimi settori, ad esempio in quello medico, nell’edilizia, o nell’industria dei trasporti,  grazie alla sua capacità di riprodurre oggetti dalle forme anche molto complesse. La qualità delle parti prodotte può però essere influenzata dal processo di fabbricazione e indurre la presenza di diversi tipi di difetti come la porosità o le inclusioni di scorie. Comprendere il ruolo svolto dai difetti aiuterà a rendere sempre più efficace questa tecnica di produzione (nota come “additive manufacturing”).

Superficie esterna di acciaio infragilito da idrogeno
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

Un provino di acciaio sottoposto a 700 bar di idrogeno è stato portato a rottura per verificarne il comportamento in trazione. Queste prove, condotte in collaborazione conRINA S.p.A.– Centro Sviluppo Materiali (CSM), consentono di seguire le fratture che si formano internamente nei campioni di acciaio candidati come materiali funzionali nel contenimento e distribuzione dell’idrogeno a servizio della transizione energetica in atto. Da notare il profilo frastagliato della superficie di rottura. Il diametro del provino è di 6 mm. 

Sezione di una bacca di goji: semi e filamenti.
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

Questa immagine riproduce una sezione di una bacca di goji (Lycium barbarum) mostrando al suo interno i semi appiattiti e tondeggianti e ciò che rimane dei setti separatori interni. La dimensione della sezione è di 5 mm ed i dettagli più piccoli hanno dimensione di centesimi di millimetro.

Cristallo di Staurolite svelato.
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

Questo cristallo di Staurolite (un minerale, sub nesosilicato di alluminio e ferro) è posto all’interno di una roccia di origine vulcanica ed è impossibile vederlo dall’esterno. Il suo aspetto è tipico dei cristalli prismatici geminati a croce. La Staurolite così come le altre inclusioni della roccia è resa visibile eliminando dall’immagine tomografica le roccia che lo includeva.

Peperoncino Calabrese: cuticola, polpa, semi e filamenti.
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

Vista in trasparenza di un peperoncino calabrese (Capsicum annuum, cultivar calabrese). Questa vista restituisce l’insieme del frutto con la morfologia di tutte le parti compresa la struttura interna dei semi, le membrane che li ricoprono e la stratigrafia della polpa esterna.

Trabecole interne di un osso di pollo
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

Sezione trasversale di un femore di pollo. Da notare come le trabecole, ovvero il tessuto osseo spugnoso, sono variamente anastomizzate a delimitare spazi intercomunicanti, denominati cavità midollari in quanto occupate da midollo osseo, vasi e nervi.

Ossa e cartilagini di un giovanissimo geco
Stazione sperimentale: µTomo@STAR

Lo scheletro di un giovane esemplare di geco comune (Tarentola mauritanica) è messo in mostra fino nei suoi dettagli più piccoli. Le falangi più piccole hanno dimensioni simili a quelli di un capello umano.