Identificazione di frammenti nucleari con l'esperimento FOOT prodotti in trattamenti di adroterapia

Geminiani, Sandro (2021) Identificazione di frammenti nucleari con l'esperimento FOOT prodotti in trattamenti di adroterapia. [Laurea], Università di Bologna, Corso di Studio in Fisica [L-DM270]
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Abstract

L'adroterapia è una cura oncologica radiante che utilizza fasci di adroni, come protoni o ioni pesanti. Questa terapia risulta notevolmente efficace, rispetto alla radioterapia, in quanto impiega l'interazione tra particella carica e materia per creare danni irreparabili nella catena del DNA delle cellule cancerogene. Nell'intervallo di energia dell'adroterapia, risulta tuttavia essenziale considerare i processi di frammentazione nucleare che potrebbero danneggiare tessuti sani limitrofi alla neoplasia. L'esperimento FOOT è stato progettato per determinare le sezioni d'urto dei processi di frammentazione nucleare tra il fascio di trattamento e il bersaglio biologico. L'analisi delle sezioni d'urto necessita di una preliminare identificazione dei frammenti prodotti. La tesi verte su quest'ultimo aspetto attuato attraverso un'analisi di dati simulati dal programma FLUKA, a cui è applicata un'alterazione gaussiana delle quantità ricostruite per tener conto della diversa risoluzione dei detector dell'apparato di FOOT. La simulazione considera un fascio di ossigeno-16 indirizzato verso un bersaglio di polietilene ad un'energia di 200 MeV/u. Viene quindi identificato il numero atomico Z e il numero di massa A di 9 dei principali frammenti prodotti in eventi di frammentazione nucleare (con Z compreso tra 1 e 8). La misura del numero atomico Z è stata ottenuta attraverso la misura del tempo di volo dei frammenti e dell'energia depositata negli strati di materiale scintillante; la precisione ottenuta permette una completa identificazione della carica dei frammenti. La misura del numero di massa è stata effettuata sia attraverso l'applicazione di formule cinematiche relativistiche, sia attraverso un metodo di minimizzazione del χ^2. Quest’ultimo metodo ha fornito i risultati più precisi, dimostrando la possibilità di una separazione isotopica dei frammenti e dunque anche del calcolo della loro sezione d'urto.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea)
Autore della tesi
Geminiani, Sandro
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
neoplasia,radiazioni ionizzanti,terapie radianti,adroterapia,interazione particella carica-materia,frammentazione nucleare,picchi di Bragg,radiobiologia,progetto FOOT,identificazione dei frammenti nucleari
Data di discussione della Tesi
19 Marzo 2021
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