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During proton and carbon ions cancer treatment, nuclear interactions of the beam nuclei with the patient tissues always occur: the former leads to target fragmentation only, the latter to both projectile and target fragments production. In proton therapy the low-energy, high-charge and therefore short-range fragments produced along the beam path in the target fragmentation process may have higher biological effectiveness compared to protons, resulting in a not negligible effect on the delivered dose in a region before the tumor site. In carbon treatments the long range of projectile fragments results in a dose deposition in the healthy tissues behind the tumor site. Therefore, precise fragmentation cross section data would be of great importance to further optimize treatments. At the same time, such data would help improving the design of the shielding of spaceships, especially in view of long distance travels (i.e. Mars human exploration). In fact, nuclear fragmentation occurring between the space background radiation and spacecrafts materials changes the composition of the radiation field and thus the dose received by the astronauts. The FOOT (FragmentatiOn Of Target) experiment has been designed to investigate nuclear fragmentation processes of interest for particle therapy and space radiation protection with a precision in the cross section measurements around 5%. In this work the physics motivations of FOOT and the final design of the experiment will be presented. A performances study of the electronic setup based on FLUKA Monte Carlo simulations and a preliminary analysis of experimental data are reported as well.
Enhancing the understanding of fragmentation processes in hadrontherapy and radioprotection in space with the FOOT experiment / Colombi, S.; Alexandrov, A.; Alpat, B.; Ambrosi, G.; Argir, S.; Diaz, R. A.; Bartosik, N.; Battistoni, G.; Belcari, N.; Bellinzona, E.; Biondi, S.; Bisogni, M. G.; Bruni, G.; Carra, P.; Cerello, P.; Ciarrocchi, E.; Clozza, A.; de Lellis, G.; Del Guerra, A.; de Simoni, M.; Di Crescenzo, A.; Di Ruzza, B.; Donetti, M.; Dong, Y.; Durante, M.; Faccini, R.; Ferrero, V.; Fiandri, E.; Finck, C.; Fiorina, E.; Fischetti, M.; Francesconi, M.; Franchini, M.; Franciosini, G.; Galati, G.; Galli, L.; Gentile, V.; Giraudo, G.; Hetzel, R.; Iarocci, E.; Ionica, M.; Iuliano, A.; Kanxheri, K.; Kraan, A. C.; Lante, V.; la Tessa, C.; Laurenza, M.; Lauria, A.; Lopez Torres, E.; Marafini, M.; Massimi, C.; Mattei, I.; Mengarelli, A.; Moggi, A.; Montesi, M. C.; Morone, M. C.; Morrocchi, M.; Muraro, S.; Murtas, F.; Pastore, A.; Pastrone, N.; Patera, V.; Pennazio, F.; Placidi, P.; Pullia, M.; Raffaelli, F.; Ramello, L.; Ridolfi, R.; Rosso, V.; Sanelli, C.; Sarti, A.; Sartorelli, G.; Sato, O.; Savazzi, S.; Scavarda, L.; Schiavi, A.; Schuy, C.; Scifoni, E.; Sciubba, A.; Secher, A.; Selvi, M.; Servoli, L.; Silvestre, G.; Sitta, M.; Spighi, R.; Spiriti, E.; Sportelli, G.; Stahl, A.; Tioukov, V.; Tommasini, S.; Tommasino, F.; Toppi, M.; Traini, G.; Valle, S. M.; Vanstalle, M.; Villa, M.; Weber, U.; Zarrella, R.; Zoccoli, A.. - In: PHYSICA SCRIPTA. - ISSN 0031-8949. - 96:11(2021), p. 114013. [10.1088/1402-4896/ac186b]
Enhancing the understanding of fragmentation processes in hadrontherapy and radioprotection in space with the FOOT experiment
During proton and carbon ions cancer treatment, nuclear interactions of the beam nuclei with the patient tissues always occur: the former leads to target fragmentation only, the latter to both projectile and target fragments production. In proton therapy the low-energy, high-charge and therefore short-range fragments produced along the beam path in the target fragmentation process may have higher biological effectiveness compared to protons, resulting in a not negligible effect on the delivered dose in a region before the tumor site. In carbon treatments the long range of projectile fragments results in a dose deposition in the healthy tissues behind the tumor site. Therefore, precise fragmentation cross section data would be of great importance to further optimize treatments. At the same time, such data would help improving the design of the shielding of spaceships, especially in view of long distance travels (i.e. Mars human exploration). In fact, nuclear fragmentation occurring between the space background radiation and spacecrafts materials changes the composition of the radiation field and thus the dose received by the astronauts. The FOOT (FragmentatiOn Of Target) experiment has been designed to investigate nuclear fragmentation processes of interest for particle therapy and space radiation protection with a precision in the cross section measurements around 5%. In this work the physics motivations of FOOT and the final design of the experiment will be presented. A performances study of the electronic setup based on FLUKA Monte Carlo simulations and a preliminary analysis of experimental data are reported as well.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11572/320208
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2021-2023 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.