Sviluppo e caratterizzazione di un elettrometro multicanale con elettronica di lettura TERA09

Gli elettrometri sono dispositivi che consentono di ricavare informazioni sulla carica elettrica generata dall'interazione di un fascio di radiazioni ionizzanti con un rivelatore ad esso accoppiato. In fisica medica svolgono un ruolo fondamentale nella valutazione dell'intensità di fascio che verrà erogato da un acceleratore di particelle durante una sessione di radioterapia, una delle possibili opzioni cliniche di trattamento del tumore. Il lavoro di tesi si è svolto presso le aziende DE.TEC.TOR e Toret Devices, che da anni lavorano nella ricerca e nella progettazione di dispositivi medici innovativi. L'obiettivo del progetto è la realizzazione di un prototipo di elettrometro a 4 canali indipendenti, a lettura simultanea e parallela. La digitalizzazione del segnale raccolto dai sensori è affidata al chip TERA09, progettato e sviluppato da INFN e dall'Università di Torino, che converte la carica in ingresso in conteggi digitali proporzionali all'intensità della radiazione primaria, incidente sul sensore. Nella prima fase di lavoro si è sviluppato, in ambiente LabVIEW, un software dotato di interfaccia grafica che permettesse di gestire la visualizzazione dei conteggi e l’elaborazione del segnale acquisito. Successivamente si sono svolti test necessari per la caratterizzazione del prototipo. Nel capitolo 1 vengono descritti i principi fisici alla base dell'utilizzo delle radiazioni ionizzanti in campo medico, le principali tecniche e modalità di trattamento. Nel capitolo 2, invece, sono presentate le tipologie di sensori e le caratteristiche di funzionamento degli elettrometri attualmente sul mercato, dei quali questo prototipo di ricerca potrebbe essere in prospettiva un concorrente. I dettagli riguardanti i componenti dell'elettronica di acquisizione e di elaborazione del segnale sono forniti nel capitolo 3. I capitoli 4 e 5 mostrano gli esiti della caratterizzazione del dispositivo che è stato possibile realizzare in 3 diverse modalità: con un segnale generato dal prototipo stesso, con una sorgente in laboratorio e con un fascio clinico presso l'AOU San Luigi Gonzaga di Orbassano. Infine, nell'ultima sezione, sono riassunti i risultati ottenuti e delineati gli sviluppi futuri del progetto.