Esperimento FOOT: studi di identificazione di frammenti nucleari

Neri, Francesca (2017) Esperimento FOOT: studi di identificazione di frammenti nucleari. [Laurea], Università di Bologna, Corso di Studio in Fisica [L-DM270]
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Abstract

L'adroterapia è il trattamento per la cura dei tumori attraverso l'irraggiamento del volume tumorale con un fascio di protoni o di ioni pesanti. Il vantaggio nell'utilizzare queste particelle consiste nel loro profilo di dose-profondità caratterizzato dal picco di Bragg che permette di massimizzare il danno nella regione tumorale limitando i danni ai tessuti sani limitrofi. Fino ad ora, non è ancora stata fatta una stima completa degli effetti nocivi causati dagli eventi di frammentazione nucleare tra le particelle del fascio e il materiale biologico. L'esperimento FOOT nasce con l'obiettivo di misurare la sezione d'urto differenziale di tutti i prodotti emessi nella frammentazione nucleare tra il fascio e il paziente. E' stato effettuato a tal proposito uno studio sull'identificazione dei frammenti nel quale sono stati stimati il numero atomico z e il numero di massa A. La ricostruzione della carica e della massa è stata effettuata analizzando i frammenti prodotti da un fascio di ossigeno-16 avente energia cinetica 200 MeV/u su un bersaglio di polietilene. I dati sono stati ottenuti attraverso una simulazione effettuata con il codice FLUKA, includendo le risoluzione sperimentali di tutti i rivelatori ottenute da test effettuati su fascio. Sono stati selezionati gli 8 frammenti più comunemente prodotti nell'interazione nucleare tra il fascio e il bersaglio (uno per ogni carica, da z=1 a z=8). La stima di z è stata ottenuta con una risoluzione percentuale inversamente proporzionale al valore della carica stessa, da un 6% per l'idrogeno a un 2% per l'ossigeno. La ricostruzione di A è stata effettuata con metodi diretti e attraverso l'uso di due metodi di fit, minimizzazione del chi quadro e Augmented Lagrangian Method. La migliore risoluzione percentuale di A è risultata del 4% per i frammenti pesanti e del 5% per quelli leggeri. I risultati così ottenuti hanno dimostrato la potenzialità dell'esperimento nell'univoca identificazione dei frammenti considerati.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea)
Autore della tesi
Neri, Francesca
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
adroterapia,frammentazione nucleare,FOOT,interazione radiazione materia,dosimetria,identificazione frammenti,Augmented Lagrangian Method,frammentazione
Data di discussione della Tesi
1 Dicembre 2017
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