Ottimizzazione della misura del tempo di volo in fasci di protoni clinici

Il lavoro svolto svolto si inserisce nel più ampio studio di un metodo per la misurazione dell'energia dei fasci adronici utilizzati nell'ambito dell'adroterapia. La conoscenza dell'energia della radiazione, infatti, permette di colpire in modo preciso il tumore a diverse profondità, evitando sovradosaggio dei tessuti sani e un dosaggio troppo basso delle cellule tumorali. Attualmente, l'energia del fascio non è misurata direttamente durante il trattamento ma durante procedure di controllo della qualità precedenti al trattamento. Un sistema di misurazione diretta e veloce dell'energia sarebbe di grande utilità non solo per il controllo dell'energia durante l'irraggiamento del paziente, ma anche per lo sviluppo di tecniche di regolazione veloce dell'energia utilizzabili, ad esempio,  per il trattamento di organi in movimento. Il gruppo di Fisica medica dell'Università di Torino e dell'INFN ha costruito un prototipo di rivelatore, basato su due sensori al silicio (Ultra Fast Silicon Detector) posti alla distanza di un metro sulla linea del fascio, in grado di misurare l'energia del fascio di protoni clinici. Il mio lavoro si è focalizzato sull'analisi dei dati acquisiti durante un test su fascio effettuato presso il Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica. In particolare, ho verificato la correttezza dell'output del software utilizzato per il calcolo della threshold da utilizzare per l'analisi del segnale. A partire dall'analisi iniziale è stato calcolato un fattore di correzione del guadagno per ogni canale della scheda di lettura del sistema; alla luce di questa correzione è stato calcolato il tempo di volo delle particelle nel fascio confrontando i segnali provenienti dai due sensori e infine si è calibrato il sistema calcolando i parametri liberi quali le distanze fra i sensori e l'offset temporale del sistema di misura.