Identificazione di frammenti nucleari per l'esperimento FOOT

L’adroterapia è una tecnica oncologica che impiega fasci di protoni o ioni pesanti per indurre la morte riproduttiva delle cellule tumorali. Il principale vantaggio rispetto alle terapie convenzionali risiede nel profilo dose-profondità, caratterizzato dal picco di Bragg, che consente di massimizzare il rilascio di dose nella regione tumorale riducendo al minimo i danni ai tessuti sani circostanti. L’ottimizzazione del trattamento richiede tuttavia una conoscenza accurata dei processi di frammentazione nucleare, responsabili di un contributo indesiderato al deposito di dose al di fuori della regione tumorale. In questo contesto si inserisce l’esperimento FOOT (FragmentatiOn Of Target), concepito per misurare le sezioni d’urto differenziali di frammentazione in funzione dell’angolo e dell’energia dei frammenti, con precisioni pari al 5% per la frammentazione del proiettile e al 10% per quella del bersaglio. FOOT utilizza fasci di ioni pesanti, tra cui ioni carbonio, ossigeno ed elio, incidenti su bersagli rappresentativi dei tessuti biologici, composti principalmente da idrogeno, carbonio e ossigeno. In questa tesi è stata condotta un’analisi finalizzata all’identificazione dei frammenti nucleari prodotti da un fascio di carbonio di energia 200 MeV/u incidente su un bersaglio di grafite (C). I dati sono stati ottenuti attraverso una simulazione Monte Carlo realizzata con il codice FLUKA. L’analisi si è concentrata sulla ricostruzione del numero atomico Z e del numero di massa A dei frammenti, a partire dalle grandezze misurate dai rivelatori dell’apparato sperimentale. Tali informazioni sono state utilizzate per la determinazione dell’energia cinetica dei frammenti, preliminare al calcolo delle sezioni d’urto. I risultati ottenuti dimostrano la capacità dell’esperimento FOOT di identificare in modo univoco i frammenti prodotti e confermano il potenziale dell’apparato nello studio dei processi di frammentazione nucleare di interesse per l’adroterapia.