FOOT: identificazione dei frammenti nucleari per l’adroterapia

L’adroterapia utilizza fasci di protoni e ioni carbonio per il trattamento di alcuni tumori, sfruttando le caratteristiche fisiche e biologiche di queste particelle. Tra gli aspetti ancora oggetto di studio vi è la frammentazione nucleare, che influisce sulla distribuzione di dose e deve essere descritta con accuratezza per una pianificazione clinica sicura. In questo ambito si inserisce l’esperimento FOOT (FragmentatiOn Of Target), dedicato alla misura delle sezioni d’urto di frammentazione per energie cinetiche tipiche dell’adroterapia. Il lavoro di tesi ha riguardato la ricostruzione della carica dei frammenti prodotti da un fascio di carbonio a 200 MeV/u su un target di carbonio. L’analisi è stata condotta su un campione di circa 10^6 eventi Monte Carlo, confrontando diversi algoritmi di ricostruzione basati sull’utilizzo di differenti sottorivelatori dell’apparato FOOT. Le prestazioni dei metodi sviluppati sono state analizzate attraverso indicatori come efficienza e purezza, utili a misurarne l’affidabilità nell’identificazione dei frammenti. I risultati hanno mostrato una buona capacità di separazione atomica per i frammenti nucleari prodotti, anche nel caso di quelli più pesanti (ad esempio Berillio, Boro e Carbonio) dove la loro differenza di carica è attorno al 10%. Questi studi contribuiscono al programma di ricerca di FOOT e forniscono indicazioni utili per il miglioramento dei modelli di simulazione e delle applicazioni cliniche in adroterapia.