Identificazione di frammenti nucleari per l’esperimento FOOT

L’adroterapia è una terapia oncologica che prevede l’irraggiamento del volume tumorale con un fascio di protoni o ioni più pesanti. Il principale vantaggio dell’utilizzo di queste particelle risiede nel loro profilo dose-profondità, caratterizzato da un basso rilascio nel canale di ingresso e da un massimo (detto picco di Bragg) poco prima della fine del loro percorso. Grazie alle sue proprietà l’adroterapia è in grado di limitare i danni da radiazione ai tessuti sani attorno al tumore ed agire su esso in modo localizzato. Tuttavia, i dati sugli effetti dei frammenti nucleari prodotti nelle collisioni tra fascio e bersaglio sono ad oggi soggetti a grande incertezza. La conoscenza di tali processi è necessaria per valutare i rischi per i tessuti biologici esposti a tali radiazioni. L’esperimento FOOT (FragmentatiOn Of Target) ha l'obiettivo di colmare la mancanza di dati sperimentali riguardo questi processi attraverso la misura delle sezioni d’urto differenziali di tutti i frammenti emessi nelle interazioni nucleari tra fascio e paziente. In questa tesi ci si concentra sull’obiettivo di identificare i frammenti prodotti dai processi nucleari. Sono stati analizzati i dati prodotti da una simulazione Monte Carlo realizzata con il codice FLUKA di un fascio di ioni 16O a 200 MeV/u. L’analisi è finalizzata a determinare numero atomico e numero di massa dei frammenti grazie alle quantità ricostruite di velocità, momento ed energia cinetica utilizzando il setup elettronico dell’esperimento FOOT. La ricostruzione del numero atomico Z ha presentato valori finali di efficienza e purezza superiori al 90% e una precisione superiore al 5% per tutti i frammenti. La ricostruzione del numero di massa A è stata effettuata impiegando tre metodi correlati tra loro, identificando in totale 26 isotopi ed ottenendo una precisione in un range compreso tra il 2% e il 10% a seconda del tipo di isotopo e del metodo utilizzato.