Analisi di dati di frammentazione nucleare presso l'esperimento FOOT

Lo studio delle reazioni di frammentazione nucleare di nuclei leggeri (A < 20) in un range di energia compreso tra 100 e 800 MeV/u è di grande interesse per la fisica applicata. all'adroterapia e alla radioprotezione spaziale. Tuttavia, attualmente, la comprensione di questi processi è soggetta a una significativa incertezza, dannosa quando si tratta di valutare i rischi per il corpo umano legati all'esposizione alle radiazioni. L'esperimento FOOT nasce con lo scopo di espandere la conoscenza delle reazioni di frammentazione nucleare raccogliendo set di dati volti a misurare la sezione d'urto differenziale per processi di frammentazione nucleare. L'esperimento lavora con fasci di ioni leggeri (4He, 12C) e (16O) che impattano su target la cui composizione chimica è rappresentativa dei tessuti umani (H, C e O). In questa tesi si sono analizzati i dati prodotti da una simulazione Monte Carlo realizzata con il codice di simulazione FLUKA, effettuata considerando un fascio di ioni 16O a 500 MeV/u incidente su un bersaglio di grafite. L'analisi effettuata è volta a determinare il numero atomico e il numero di massa dei frammenti grazie alle quantità ricostruite di velocità, momento ed energia cinetica e a valutare le prestazioni dei diversi algoritmi di ricostruzione utilizzati. Per quanto riguarda la ricostruzione del numero atomico si sono ottenuti dei valori finali di efficienza e purezza entrambe superiori al 90\%, con una risoluzione attorno al 2-3% per la maggior parte dei frammenti prodotti. Per la ricostruzione del numero di massa, effettuata tramite tre diversi metodi, si sono ottenute delle risoluzioni con valori compresi rispettivamente tra 1.7-6%, 2.2-7.1% e 3.5-13.2%. Infine, analizzando le tre matrici di migrazione relative alla ricostruzione dei cinque isotopi del Carbonio, si è osservato come il metodo che utilizza energia cinetica e tempo di volo sia quello che consenta la maggior purezza.