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In terapia con particelle la conoscenza approfondita dei processi di frammentazione, sia dei nuclei del fascio che del paziente, è di fondamentale importanza per la realizzazione dei piani di trattamento.

L'esperimento FOOT (FragmentatiOn Of Target) è stato approvato nel 2017 dall'INFN con lo scopo di misurare le sezioni d'urto di produzione di frammenti carichi per protoni, di energia tra i 50-250 MeV/u, incidenti su nuclei di interesse biologico (H,C,O), al fine di studiare l'impatto della frammentazione dei nuclei target sul efficacia radiobiologica dei protoni. La misura verrà effettuata con un approccio di cinematica inversa, facendo collidere fasci di C e O su bersagli di grafite e polietilene. Con tale configurazione è possibile allo stesso tempo studiare la frammentazione dei nuclei del fascio terapeutico.

L'identificazione della specie atomica e la misura della velocità del frammento verranno effettuate sfruttando il tempo di volo, misurato da due sottili scintillatori plastici posti a circa 2m di distanza, che forniscono rispettivamente il tempo di start e di stop. Il rivelatore di start sarà costituito da uno scintillatore plastico sottile (250 um), garantendo la necessaria risoluzione temporale richiesta per un'accurata separazione isotopica dei frammenti (~ 50 ps) e allo stesso tempo una ridotta probabilità di frammentazione all'interno del rivelatore stesso.

Oltre ai fasci correntemente impiegati in terapia con particelle (p, C) è in costante aumento l'interesse per l'utilizzo di ioni alternativi come l'elio. Poiché la risoluzione temporale attesa per il detector di start su fascio di He non soddifa i requisiti richiesti, per studiarne la frammentazione in una possibile estensione dei goal dell'esperimento FOOT è necessario un differente un rivelatore. L' obbiettivo di questo progetto è lo sviluppo di un detector di start con uno spessore di 1 mm adatto a misurare le sezioni d'urto per ioni He con la risoluzione temporale richesta.