Studio della frammentazione nucleare all'interno dei modelli di efficacia biologica relativa (RBE) con l'esperimento FOOT

L'Efficacia Biologica Relativa (RBE) di una radiazione, definita come il rapporto tra la dose di raggi X e la dose di quella radiazione necessarie a provocare lo stesso danno biologico, è una grandezza fondamentale nella pianificazione dei trattamenti di adroterapia. Questo tipo di terapia utilizza protoni o ioni pesanti in sostituzione ai fotoni e viene considerata più vantaggiosa grazie alla distribuzione della dose: le particelle cariche rilasciano la maggior parte della loro energia alla fine del loro percorso, in corrispondenza del picco di Bragg, irradiando molto meno i tessuti sani in confronto ai fotoni. Ad oggi per l'RBE dei protoni viene utilizzato un valore costante pari a 1.1, ma è noto da dati sperimentali che questo valore non è preciso in quanto dipende da tanti fattori. Esistono numerosi modelli che permettono di parametrizzare l'RBE in funzione di queste grandezze ma nessuno considera tra le dipendenze a cui l'RBE è soggetto quella dalle reazioni nucleari, che avvengono quando le particelle cariche interagiscono con i nuclei del bersaglio. Tali reazioni producono frammenti che possono avere un effetto biologico non trascurabile sui tessuti sani che circondano la zona da irradiare. Attualmente il panorama sperimentale è povero di misure e di qui la proposta dell'esperimento FOOT di misurare la sezione d'urto dei frammenti nucleari leggeri e pesanti, in funzione dell'energia e dell'angolo di emissione. Grazie alle misure di FOOT sarà possibile quantificare l'effetto delle reazioni nucleari e, di conseguenza, implementare un modello per l'RBE che tenga conto anche della frammentazione. In questa tesi mi sono personalmente occupata di una ricerca bibliografica di tutti i modelli di parametrizzazione del RBE utilizzati in letteratura al fine di sottolineare analogie e differenze. Ho inoltre svolto l'analisi di dati simulati al fine di misurare le potenzialità dell'esperimento FOOT nello studio della frammentazione nucleare nell'ambito dell'adroterapia