Fascio di protoni da laser per radiobiologia ad alto dose rate
Nell’ambito dell’esperimento LPA2 (Laser driven Proton Acceleration Applications) finanziato dalla Commissione Scientifica Nazionale V (CSNV) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) è stato selezionato e trasportato un fascio di protoni con energia massima di 7 MeV, emesso per meccanismo TNSA (Target Normal Sheath Acceleration) da interazione laser.
Le misure sperimentali sono state svolte utilizzando un laser da 200 TW e di impulso ultra-corto (25 fs) disponibile presso l’Istituto Nazionale di Ottica (INO) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR).
L’esperimento LPA2 ha come scopo quello di formare e guidare un fascio per un iniettore di tipo ottico e di svolgere in Italia per la prima volta esperimenti di radiobiologia ad altissimi ratei di dose con fasci di particelle emesse da laser.
Il sistema di trasporto costruito e disegnato presso i Laboratori Nazionali del Sud (LNS) dell’INFN in collaborazione con la Sezione INFN di Milano (nell’ambito dell’esperimento ELIMED sempre finanziato dalla CSN5), unitamente a sistemi diagnostici e dosimetrici avanzati, ha permesso la selezione e la focalizzazione della componente a 6 MeV dello spettro ottenuto, permettendo l’erogazione di una dose fino di 6 Gy per sparo in un tempo di circa 10 ns e un dose rate di picco è risultato essere di 6E8 Gy/s.
Tale eccezionale risultato, oggetto anche di una news sul sito centrale dell’INFN, apre la strada al potenziale uso dei fasci di protoni laser-driven anche in regimi ultra-flash.
L’esperimento LPA2 (che è il punto finale di 4 esperimenti svolti negli ultimi anni in tale contesto scientifico) ha come responsabile nazionale Dario Giove (INFN-MI) ed ha visto protagoniste in questa misura sperimentale le sezioni INFN di Milano, di Pisa e dei LNS.
Le persone che hanno dato un contributo rilevante alla misura sopra citata sono:
Milano: Dario Giove, Alberto Fazzi
LNS: Pablo Cirrone, Giacomo Cuttone, Giada Petringa, Giuliana Milluzzo, Nino Amato, Davide Passarello
Pisa: Leo Gizzi, Luca Labate, Petra Koester, Daniele Palla, Fernando Brandi, Lorenzo Fulgentini, Federica Baffigi