Studio della Risposta TL e TSC con Fasci di Protoni G.A.P. Cirrone3,6, M.G. Sabini3,6, M. Bruzzi7, M. Bucciolini1,4 , G. Cuttone3 , A. Guasti2,4, S. Lo Nigro6, S. Mazzocchi1,4, S. Pirollo7, L. Raffaele5,3, S. Sciortino7 1 Dipartimento di Fisiopatologia Clinica, Università degli Studi di Firenze 2 U.O.Fisica Sanitaria, Ospedale di Careggi, Firenze 3 INFN-Laboratori Nazionali del Sud, Catania 4 INFN-Sezione di Firenze 5 Istituto di Radiologia,Università di Catania 6 Centro Siciliano di Fisica Nucleare e Struttura della Materia - Catania 7 Dipartimento di Energetica, Università di Firenze DOSIMETRI A TERMOLUMINESCENZA • E’ stato utilizzato un gruppo di 300 dosimetri (3 x 3 x 0.88 mm) del tipo LiF:Mg,Ti, normalmente chiamati TLD-100, prodotto da Harshaw Company. • I campioni dopo la preventiva valutazione del fattore individuale di sensibilità e calibrazione con fasci  da 60Co, sono stati divisi in tre gruppi: Gruppo (A) considerato come riferimento; Gruppo (B) danneggiato termicamente con 3h a 400 °C e raffreddamento lento in forno; Gruppo (C) danneggiato con con 500 Gy di protoni da 22 MeV presso i Laboratori Nazionali del Sud (INFN-LNS) di Catania. • Le curve di risposta in dose sono state misurate nell’intervallo 0.05 -15 Gy, sia con fasci  da 60Co utilizzando come riferimento una camera a ionizzazione tipo Farmer che con fasci di protoni da 62 MeV utilizzando come riferimento una camera a ionizzazione tipo Markus. • La caratterizzazione dei TLD-100 con fasci di protoni è stata effettuata sulla linea OPTIS al Paul Scherrer Institute di Villigen (CH), utilizzando un fascio pienamente modulato ad un profondità di 15 mm in PMMA, corrispondente ad un’energia residua effettiva di 40 MeV. • Tutti i TLD sono stati letti con un lettore Harshaw 5500 con una rampa lineare di 15°C/sec in un intervallo fra 50-300°C e l’integrale del quarto e quinto picco della Glow-Curve è stato considerato come segnale dosimetrico. Confronto fra le curve di risposta con fasci  da 60Co e con fasci di protoni per i campioni A e B ed A e C. Tutte le curve di risposta possono essere interpolate con un polinomio di secondo grado, mettendo così in evidenza l’atteso andamento sovralineare della risposta TL per alte dosi. Entrambi i due gruppi B e C, ma soprattutto quest’ultimo, mostrano nell’intervallo di dose studiato una risposta TL più bassa rispetto a quella del gruppo di riferimento A. Dall’analisi dei dati è possibile vedere come la maggior variazione nella risposta e nella dipendenza dal LET della radiazione utilizzata, è stata ottenuta per il gruppo danneggiato con 500 Gy di protoni (C). Questi dati permettono anche di valutare il comportamento lineare/sovralineare dei TLD-100. DOSIMETRI A EMISSIONE DI CORRENTE STIMOLATA TERMICAMENTE (TSC) Sono stati utilizzati campioni di DIAMANTE sintetico cresciuto con la tecnica Chemical Vapour Deposition (CVD). I Film di diamante CVD possono essere realizzati in piccole dimensioni, a potenziale basso costo, sono in buona approssimazione tessuto-equivalente, robusti, resistenti alla radiazione e presentano elevata sensibilità. Sono interessanti per applicazioni radioterapiche nella misura delle distribuzioni della dose e nella dosimetria in vivo  alternativa interessante ai dosimetri a termoluminescenza (TL) attualmente utilizzati nel campo della dosimetria off-line. E’ stata studiata la risposta in TL ed in Thermally Stimulated Current (TSC) di una serie di diamanti CVD di area 0.25 - 1 cm2 , spessore 300 - 600 mm, in funzione della dose assorbita da fasci di elettroni e protoni. FASCI DI RADIAZIONE UTILIZZATI Elettroni di energia nominale 20 MeV da LINAC presso il Dipartimento di Fisiopatologia Clinica dell’Università di Firenze e Protoni di energia effettiva di 22 MeV prodotti dall’acceleratore TANDEM presso i Laboratori Nazionali del Sud (INFN) di Catania.SISTEMI DOSIMETRICI Per elettroni la dose in acqua è stata determinata utilizzando una camera a ionizzazione di tipo Farmer NE2571, per protoni la dose è stata determinata con una camera a ionizzazione Markus e con un elettrometro PTW UNIDOS Le misure in TSC vengono effettuate con un sistema di misura costruito ad hoc che permette una lettura della corrente con una precisione dello 0.1 pA, La rampa lineare di riscaldamento (variabile da 0.1 K/s a 1 K/s) è ottenuta per mezzo di una resistenza MINCO fissata al portacampione ed isolata con uno strato di mica Il sensore di temperatura è costituito da una resistenza al platino calibrata, di tipo Pt100 Tutto il sistema di misura è interfacciato interamente a PC tramite moduli IEEE-488 I valori della carica totale emessa durante la lettura TSC sono riportati in funzione della dose assorbita, per irraggiamento con protoni ed elettroni. L’incertezza sulle misure di carica è stata valutata al 4% per dosi superiori a 3 Gy mentre per dosi inferiori intorno al 10%. Risposta TSC di un campione CVD irraggiato con protoni da 22 MeV per dosi da 3 Gy a 10 Gy. Gli spettri presentano una componente dominante con temperatura di picco a 530 K e mostrano una forma simile nell’intervallo di dosi investigato. Apparato per la lettura in TSC