Un innovativo rivelatore per la dosimetria e la diagnostica di ioni accelerati con approcci convenzionali e da interazione laser-materia. Lo realizzerà la dott.ssa Giada Petringa, attualmente assegnista di ricerca ai Laboratori Nazionali del Sud dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Catania, una Individual Fellowship grazie alla borsa di ricerca assegnata dalla prestigiosa fondazione “Marie Skłodowska-Curie” nell’ambito del programma per la ricerca e l’innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea. La borsa, di durata biennale, è cofinanziata dall’Istituto di Fisica dell’Accademia delle Scienze della Repubblica Ceca (AVCR-FZU).
Il progetto di ricerca, denominato PRAGUE (Proton Range Measure Using Silicon Carbide), sarà svolto dalla giovane ricercatrice etnea all’istituto di ricerca ELI-Beamlines di Praga in Repubblica Ceca sotto la supervisione del dott. Daniele Margarone (che ha iniziato la sua carriera scientifica ai Laboratori Nazionali del Sud e all’Università di Catania). Proprio nell’istituto di Praga è stata recentemente ultimata l’installazione di uno dei più potenti sistemi laser al mondo e un’area sperimentale interamente dedicata all’accelerazione di particelle per future applicazioni in ambito clinico (ELIMAIA: ELI Multidisciplinary Applications of laser-Ion Acceleration).
Il progetto che svilupperà la dott.ssa Petringa – laureata magistrale in Fisica e Dottore di ricerca in Fisica al Dipartimento di Fisica ed Astronomia dell’Università di Catania – prevede la realizzazione di un innovativo dosimetro, basato sull’uso dei nuovi rivelatori a carburo di silicio per la misurazione, con elevatissima risoluzione spaziale e temporale, della distribuzione di dose in profondità dei fasci di particelle cariche adoperati in adroterapia e applicazioni medicali. In particolar modo si tratta del primo sistema al mondo con precisione spaziale sub-millimetrica utilizzando l’innovativa tecnologia del Carburo di Silicio.
La misura della distribuzione di dose fa parte della routine clinica adottata nei controlli di qualità giornalieri nei centri di adroterapia. Una misurazione quanto più precisa della distribuzione di dose è alla base di un migliore trattamento dei pazienti. La precisa conoscenza del rilascio energetico della radiazione sui tessuti tumorali riduce la possibilità che durante il trattamento vengano danneggiati tessuti sani limitrofi l’area da trattare. Ad oggi, per il controllo della distribuzione di dose vengono adottati sistemi aventi una risoluzione spaziale dell’ordine del millimetro.
Nell’ambito del progetto verrà, inoltre, investigato l’impiego dell’innovativo dosimetro con fasci di particelle cariche ad alta intensità prodotti da interazione laser-materia.
Una tecnica di accelerazione che ad oggi è ritenuta la frontiera della radioterapia clinica in quanto consentirebbe di trattare i pazienti a regimi Flash, incrementando così l’efficacia del trattamento.
Il sistema che verrà realizzato, il cui principio di funzionamento è tuttora coperto da brevetto internazionale, risulterà essere il primo dosimetro al mondo utilizzabile a due differenti regimi di trattamento e in grado di dare informazioni precise sul rilascio di dose, lo spettro energetico e il range di particelle cariche in un ampio intervallo di energie di protoni incidenti.
Una ricerca che rientra tra gli obiettivi delle “Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships” finalizzata a valorizzare il potenziale creativo e innovativo dei ricercatori, offrendo loro la possibilità di svolgere un progetto di ricerca in un’istituzione pubblica o privata di alto livello in un altro Paese europeo o extracomunitario.
