Interazione Radiazione – Materia dosimetria · 2014-01-12 · determina differenti probabilità...

InterazioneRadiazione – Materia

dosimetria

1

dosimetria

RADIAZIONI IONIZZANTI

Radiazione: Trasferimento di energia da un punto ad unaltro nello spazio senza spostamento macroscopico dimateria e senza il supporto di un mezzo materiale

• Radiazione corpuscolare

• Radiazione elettromagnetica

:

Radiazione ionizzante: in grado di produrre la ionizzazionedegli atomi e delle molecole del mezzo attraversato

RADIAZIONI CORPUSCOLARI

particella simbolo carica (e) massa (u.m.a) massa (MeV)

elettroni o

particelle β-

e-, β- -1 5.5 x 10-4 0.511

elettroni o e+, β+ +1 5.5 x 10-4 0.511elettroni o

particelle β+

e+, β+ +1 5.5 x 10-4 0.511

protoni p +1 1.0072 938.3

deutoni d +1 2.0136 1875.6

particelle α α +2 4.0028 3727.3

neutroni n 0 1.0087 939.6

Direttamente ionizzanti: particelle cariche (elettroni, protoni,particelle α, etc.) la cui energia cinetica è sufficiente per produrreionizzazione per collisione

RADIAZIONI IONIZZANTI

Indirettamente ionizzanti: fotoni, particelle prive di caricaelettrica (neutroni) che, interagendo con la materia, possonomettere in moto particelle direttamente ionizzanti o dar luogo areazioni nucleari

Particelle cariche pesanti

Energia dell’ordine da qualche MeV a qualche decina di MeV,

(piccola rispetto alla loro massa a riposo mpc2 ≈ 938 MeV),

trattate in maniera non relativistica.

Interagiscono principalmente con gli elettroni del mezzo:

- Elettroni condotti a livelli superiori (eccitazione)

- Elettroni strappati all’atomo a cui appartengono (ionizzazione).

=

−

cm

MeV

I

cm

A

ZNz

cm

e

dx

Ed eA

e

22

2

2

2

4 2ln

14

β

β

ρπ

e = carica elettronica, mec2 = energia a riposo dell’elettrone,

z = numero di cariche elementari della particella incidente,

NA = numero di Avogadro, Z = numero atomico del mezzo, ρ = densità del mezzo,

A = massa atomica del mezzo, I = potenziale medio d’eccitazione degli elettroni.

forma semplificata della formula di Bethe, valida per

<<= 1

c

vβ

E’ conveniente esprimere lo stopping power mediante la coordinata:

ξ = ρρρρ x

dE

dξ- =

Z

AF (ββββ,I)

dE

dxρρρρ1

- = q2

mass stopping power

Mass Stopping Power

x → ξ

6

Z

A~ costante

dE

dξ- ~ indipendente dal materiale

per valori di Z non troppo diversi

Mass Stopping Power

Mass Stopping Power vs. Energia particella incidente

3

4

5

6

8

10

(MeV

g−1cm

2)

H2 liquid

He gas 3

4

5

6

8

10

(MeV

g−1cm

2)

H2 liquid

He gas

dE

dξ- ∝∝∝∝ ββββ

1

ββββ2

dE

dξ- ∝∝∝∝

ββββ < 0.2

0.2 < ββββ < 0.96

ββββ = 0.96

minimo di ionizzazione (m.i.p.)

~ costante per particelle di = carica:

7

1

2

3

1.0 10 100 1000 10 0000.1

Pion momentum (GeV/c)

Proton momentum (GeV/c)

1.0 10 100 10000.1

1.0 10 100 10000.1

1.0 10 100 1000 10 0000.1

−d

E/

dx (

Mβγ = p/Mc

Muon momentum (GeV/c)

He gas

CAl

FeSn

Pb

1

2

3

1.0 10 100 1000 10 0000.1

Pion momentum (GeV/c)

Proton momentum (GeV/c)

1.0 10 100 10000.1

1.0 10 100 10000.1

1.0 10 100 1000 10 0000.1

−d

E/

dx (

Mβγ = p/Mc

Muon momentum (GeV/c)

He gas

CAl

FeSn

Pb

m.i.p

7

ββββ > 0.96dE

dξ- ∝∝∝∝ ln ββββ

risalita relativisticaattenuata dall’effettodensità

~ costante per particelle di = carica:

q = 1 →→→→ ≅≅≅≅ 2 MeV · g-1 · cm2

Percorso della particella = distanza che questa percorre all’internodel mezzo prima d’aver perso tutta la propria energia:

∫ ∫==iniziale inizialeE E

dEdxdE

dxR0 0

1

.

I

I 0

Ogni particella possiede una

traiettoria propria, tutte le

particelle aventi la stessa energia

iniziale hanno un percorso che le

differenzia statisticamente le une

R R m e t

Percorso medio Rm Re percorso estrapolato

Il percorso medio Rm è definito come lo spessore del mezzo assorbente necessario a ridurre a metà il numero di particelle iniziali I0 .

differenzia statisticamente le une

dalle altre.

La fluttuazione sul valore medio del percorso è detta straggling

Il numero di coppiecreate per unità dilunghezza di percorsoè proporzionale allafrazione dE/dxd’energia persa dallaparticella.

Curva di Bragg per particelle alfa

9

Quest’ultima aumentaman mano chel’energia dellaparticella diminuiscepassando per unmassimo alla fine delpercorso.

INTERAZIONI ELETTRONI-MATERIA

Interazioni fra particelle cariche: forza elettrostatica (Coulomb)

1. Interazioni con gli elettroni atomici (collisioni)

2. Interazioni con i nuclei atomici (frenamento)

1. L’elettrone incidente perde la sua energia cinetica soprattuttotramite numerosi piccoli trasferimenti di energia (rare le grosseperdite): ionizzazioni, eccitazioni, trasferimenti termici

2. Emissione di fotoni di frenamento

Perdita di energia per ionizzazione

La perdita di energia per unità di percorso è più fluttuante che nel caso delleparticelle pesanti; la lunghezza della traiettoria subisce quindi una dispersionestatistica più importante.

La formula Bethe e Bloch è data per due domini di energia dell’elettrone incidente:

Non relativistico

)5.0(2

16.1ln

1306.0

22

2<

=

− β

β

β

ρper

cm

MeV

I

cm

A

ZN

dx

Ed eA

)1(2

)(ln

1153.0

22

222

2≈

+≅

− β

β

β

ρper

cm

MeV

cmI

cmEE

A

ZN

dx

Ed

e

eA

Nel caso non relativistico il potere dirallentamento decresce in funzionedell’energia E dell’elettrone come

avveniva per le particelle cariche

pesanti, mentre nel caso relativisticoil potere di rallentamento crescelentamente con ln E.

Non relativistico

Relativistico

Perdita di energia per irraggiamento

Nelle vicinanze di un nucleo pesante gli elettroni deviano dalla loro traiettoria

incidente; tale cambiamento di direzione equivale ad una accelerazione → essi

rilasciano una certa quantità della loro energia sotto forma di radiazione

elettromagnetica. L’emissione di fotoni attraverso questo processo è chiamato

irraggiamento da frenamento o bremsstrahlung.

Eγγγγ = hνννν

Ze

p

p

γγγγ

−

++≅

−

cm

MeV

cm

cmEcmEr

A

ZN

dx

Ed

e

e

ee

A

3

4)(2ln4)(

137

12

2

222 ρ

2

2

cm

er

e

e =Con : raggio classico dell’elettrone che vale re = 2.817 fm

Ze

Fotoni

Consideriamo i seguenti processi:

-Effetto fotoelettrico

-Diffusione Compton

-Produzione di coppie

Altre interazioni (Diffusione Rayleigh , Reazioni fotonucleari )

µ = coefficiente di attenuazione, dipende sia dall’energia del fotone sia dalle caratteristiche del mezzo attraversato.

Effetto fotoelettrico

Interazione di un fotone con un elettrone atomico.

Durante l’interazione il fotone cede tutta la sua energia all’elettrone.

beEhE −=− ν

Coefficiente di attenuazione per effetto fotoelettrico:

A

Zfoto

5

ρµ ≈

Effetto Compton

Interazione di un fotone con un elettrone “libero”

La differenza di energia tra fotone incidente e fotone diffuso sarà impartita all’elettrone sotto forma di energia cinetica.

A differenza dell’effettofotoelettrico il fotone non cedehν‘ fotoelettrico il fotone non cedetutta la sua energia in una solainterazione, ma rilascia solo unafrazione della propria energiadeviando rispetto alla direzioneincidente.

θ

ϕ

e-

hν

hν

‘

Sezione d’urto per effetto Compton (trattazione non relativistica) :

A

ZCompton ρµ ≈

Produzione di coppie

Un fotone può creare una coppia elettrone-positrone, se possiede un’energia maggiore dellasomma delle masse a riposo delle due particelleprodotte Eγγγγ ≥ 1.022 MeV

L’eccesso di energia del fotone incidente è trasformato in energia cinetica del positrone e dell’elettrone:

e-

hν

e+

2

022.1)( −=

MeVEEcinetica

γ

Il processo inverso è l’annichilazione :

e+

γγ +→+ −+ee si producono due fotoni, di energia

pari a 511 keV

Sezione d’urto per produzione di coppie:

A

Zpp

2

ρµ ≈

Fotone gamma di alta energia → Creazione di una coppia elettrone-positrone. In campo magnetico il positrone curva in senso opposto rispettoall’elettrone. Visualizzazione mediante camera a nebbia.

Evidenza sperimentale della produzione di una coppia

17

Cascata elettromagnetica

Gli elettroni/positroni dialta energia emettono perirraggiamento → fotoni

I fotoni di alta energia

creano coppie →

Cascata

elettromagnetica

18

creano coppie →

elettroni/positroni

Il processo ha termine non appena l’energia scendeal di sotto dell’energia critica

Attenuazione dei fotoni

Il coefficiente di attenuazione totale µtot, è la somma dei coefficienti dei tre processi considerati, e cioè:

ppComptonfototot µµµµ ++=

Il numero di fotoni diffusi oassorbiti nello spessore dx éproporzionale al flusso di fotoniproporzionale al flusso di fotoniincidenti Φ(x) ed alla probabilitàtotale d’interazione µtot:

dxxxd tot ⋅⋅=− µφφ )()(

xtotex⋅−⋅= µφφ )0()(

Andamento dell’intensità di radiazione elettromagneticaall’interno del mezzo:

xeIxI

µ−= 0)(

FOTONI

SPESSORE DI DIMEZZAMENTO

Gli effetti biologici delle radiazione possono essere raggruppatiin due categorie: effetti deterministici (reazioni tissutali) edeffetti stocastici (cancro ed effetti ereditari).

La grandezza fisica di base utilizzata in radioprotezione per glieffetti stocastici è la dose assorbita media in un organo o in untessuto: energia depositata nell'organo divisa per la massa diquell'organo o di quel tessuto.

Per gli effetti deterministici (reazioni tissutali), la dose assorbita è

DOSE ASSORBITA

21

Per gli effetti deterministici (reazioni tissutali), la dose assorbita èmediata sulla porzione del tessuto maggiormente irradiata, comeil volume di pelle irradiata nel fascio diretto di radiazione.

“Radiological Protection in Medicine”

Annals of the ICRP Volume 37 Issue 6, 2007

Dose assorbita D = Energia/Massa

Unità di misura: 1Gy = 1J/kg

Alcune radiazioni sono più efficaci di altre nel provocare gli effettistocastici.

Per tener conto di questo, è stata introdotta la grandezza doseequivalente: dose assorbita media in un organo o in un tessutomoltiplicata per il Fattore di Qualità = fattore adimensionale diponderazione della radiazione.

Per tutti i principali tipi di radiazioni utilizzati in medicina (fotoni ed

DOSE EQUIVALENTE

22

Per tutti i principali tipi di radiazioni utilizzati in medicina (fotoni edelettroni), si assegna un fattore di ponderazione della radiazione paria 1, così che la dose assorbita e la dose equivalente sononumericamente uguali.

Per le particelle alfa e gli ioni pesanti, il fattore di ponderazione dellaradiazione è 20, per i protoni il fattore di ponderazione è 2, mentre peri neutroni il fattore di ponderazione della radiazione è una funzionecontinua dell’energia del neutrone incidente sul corpo.

Unità di misura della dose equivalente è il sievert (Sv).

FATTORE DI QUALITA’

Confronto distribuzione di dose per diverse radiazioni in funzione della profondità in acqua

24

L’esposizione alle radiazioni dei diversi organi e tessuti dell’organismodetermina differenti probabilità di danno e diversi livelli di gravità. Peresprimere il detrimento combinato derivante dagli effetti stocastici dovutoalle dosi equivalenti in tutti gli organi e i tessuti del corpo, la doseequivalente in ogni organo e tessuto è moltiplicata per un fattore diponderazione tissutale, i risultati sono sommati sull’intero corpo, perfornire la dose efficace.

DOSE EFFICACE

Ht = Qt Dt Dose media equivalente ad un organo

25

Unità di misura della dose efficace è ancora il sievert (Sv).

*ICRP, 2007b. Quantities used in radiological protection. Annex B to 2007 Recommendations.

HE = Dose EfficaceT

T

TE HwH ∑=

Valori limiti annuali raccomandati da ICRP 60 per la Dose Efficace:

Intera Popolazione: 1 mSv

Lavoratori Esposti: 20 mSv

ORDINI DI GRANDEZZA

• Dose totale assorbita in un trattamento radioterapico 60 Gy(es. 30 frazioni da 2 Gy, 5 volte alla settimana)

• Dose assorbita in un esame RX diagnostico qualche mGy (in superficie) Dose Efficace dell’ordine dei 100µSv/mGy

• Dose assorbita in esame di Medicina Nucleare (es.scintigrafia ossea)

Dose superfici ossee 10.5 mGyDose superfici ossee 10.5 mGy

Midollo osseo 1.22 mGy

Dose (total body) 1.03 mGy

Dose efficace 1.82 mSv

• Dose efficace annuale da sorgenti di radiazione naturale 2.0 mSv

(in aree particolari si può arrivare a circa 17 mSv)

Un po’ di numeri

• Sono circa 2 milioni gli italiani che nel corso della loro

vita hanno avuto una diagnosi di tumore.

• La mortalità per tumore rappresenta in Italia il 30% circa

del totale dei decessi annui, ma migliora costantemente la

sopravvivenza a cinque anni dalla diagnosi, pari secondo

gli ultimi dati disponibili al 47% (in linea con la media

europea).europea).

• Il protocollo di trattamento delle patologie neoplastiche

prevede la radioterapia nel 70% circa dei casi.

Radioterapia

la soluzione fisica a un problema biologico

Radioterapia con fasci esterni

Fasci di radiazioni di alta energia (normalmente

X, γ, elettroni ed, in alcuni centri, protoni o ioni)

prodotti da radionuclidi o da acceleratori di

particelleparticelle

Brachiterpia

Sorgenti radioattive sigillate introdotte in via permanente o temporanea all’interno del corpo

Radioterapia metabolica

Sorgenti radioattive non sigillate veicolate all’interno del corpo da farmaci o da anticorpi

Per non vanificare le potenzialità offerte da queste tecniche,

Radioterapia conformazionaleCon la radioterapia conformazionale si utilizzano tecniche di imaging CTper identificare con adeguata precisione sia il bersaglio del trattamentoche gli organi a rischio prossimali. La pianificazione del trattamento vieneeseguita utilizzando sistemi computerizzati (Treatment Planning SystemTPS) che effettuano sia il calcolo della dose, che la procedura dipianificazione del trattamento.

29

offerte da queste tecniche, l’accuratezza deve essere elevata in ogni fase del processo radioterapico, in particolare nella valutazione della dose assorbita dal paziente.

TPS IMRT per prostata

Sezione assiale del corpo

IMRT: Intensity Modulated Radiation

Therapy

Dose campo standard

Dose campo a modulazione di intensità

31

U. Amaldi

PROBLEMATICHE DOSIMETRICHE

I problemi principali derivanti dall’introduzione di modalità di

trattamento ad alta conformazionalità (IMRT, stereotassi, proton

therapy) sono legati a:therapy) sono legati a:

• piccoli campi di irraggiamento;

• alti gradienti di dose;

• variazione del dose rate nello spazio e nel tempo;

• variazione dello spettro energetico del fascio nello spazio e nel

tempo.

Caratteristiche richieste ai rivelatori

• Elevata risoluzione spaziale (sensori di piccole

dimensioni e breve distanza tra gli elementi della matrice)

• Risposta indipendente dal dose rate, dall’energia e dal

LET della radiazione

• Risposta veloce e stabile nel tempo• Risposta veloce e stabile nel tempo

• Buona linearità

• Ampio range dinamico

• tessuto equivalenza

La tessuto-equivalenza

materiale Z

aria 7.78

acqua 7.51

muscolo 7.64

Il materiale del dosimetro deve

interagire con la radiazione in modo

simile al tessuto umano, quindi avere

Z simile → acqua, aria, carbonio

34

muscolo 7.64

grasso 6.46

ossa 12.31

carbonio 6

silicio 14

SiC ∼10

Dosimetri per la rivelazione delle radiazioni

- camere a ionizzazione

- emulsioni fotografiche

- Dosimetri a termoluminescenza(TLD)

Off-line

On-line

35

- A giunzione / barriera Schottky susemiconduttore (Si, Diamante)

On-line

Una emulsione fotografica viene impressionata dalla radiazione, la densità

ottica rilevata e’ proporzionale alla dose. Si ottiene così la misura della dose

assorbita dalla pellicola durante l’intero periodo di esposizione.

film-badge

36

film-badge

Struttura a bande di un isolante

Banda valenza

Banda conduzione

Banda proibitaE

nerg

ia

L’energia impartita dalla radiazione libera l’elettrone dal legame

Dosimetri a termoluminescenza (TLD)

37

Atomico e lo parta nella banda di conduzione.

Termoluminescenza = emissione di luce, a seguito di riscaldamento da

parte di alcuni materiali isolanti (CaF2, LiF, BeO, CaSO4, Li2B4O7)


Banda valenza

Banda conduzione

Banda proibitaE

nerg

ia


38

La maggior parte degli elettroni ritornano a legarsi alle lacune

dopo aver migrato nel cristallo (luminescenza)



Banda valenza

Banda conduzione

Banda proibitaE

nerg

iatrappola


39

Qualcuno resta intrappolato in livelli metastabili della banda proibita





Banda valenza

Banda conduzione

Banda proibitaE

nerg

iatrappola


40

Finche’ il cristallo non viene riscaldato (lettura). L’energia termica

somministrata libera l’elettrone dalla trappola. Esso ritorna alla banda

di valenza e nel processo viene emessa luce (Termoluminescenza)

Qualcuno resta intrappolato in livelli metastabili della banda proibita




La fase di lettura del dosimetro consiste

quindi nel suo riscaldamento

Un fotomoltiplicatore legge la luce emessa,

proporzionale al numero di elettroni

intrappolati

41

Misura della dose assorbita

Dosimetro TLD

Principio di funzionamento generale di un rivelatore

particella di energia E →→→→ trasferimento di energia fE (f ≤≤≤≤ 1) al rivelatore →→→→ conversione in forma d’energia accessibile

f E convertita in impulsi elettrici →→→→ necessaria elettronica per il

Dosimetri on-line

42

trattamento dell’informazione

segnale analogico

elettronica

uscita digitale

fEE

Caratteristiche GeneraliA. Sensibilità

capacità di produrre un segnale S utilizzabile per un dato tipo di

radiazione di una data energia (non esiste rivelatore sensibile a tutte

le radiazioni di qualunque energia)

• rumore rivelatore, NR: la minima ionizzazione in grado di produrre

segnale utilizzabile S è determinata dal rumore del sistema rivelatore

⊕⊕⊕⊕ elettronica →→→→ deve essere S » NR

B. Risposta

43

B. Risposta

interazione di una particella nel rivelatore →→→→ rilascio di carica

elettrica Q nel volume sensibile del rivelatore →→→→ raccolta tramite

campo elettrico

risposta del rivelatore: impulso di corrente

∫0

tc

Q = i(t) dt

t

i

tc

I

Il dosimetro misura la corrente media prodotta dal rivelatore

t

i

I (t)I (t)Dosimetro

44

t

∫t - T

t

dt’ i(t’)I (t) =1

T

T = tempo di risposta del circuito di misura

T ~ 1 s →→→→ misuro corrente media I ~ r̄ Q̄

rate media

carica media per

interazione

Principio di funzionamento dei rivelatori a gas

45

La radiazione ionizza le molecole del gas, ioni ed elettroni sonoaccelerati dal campo elettrico interno al rivelatore e raccolti allearmature

gas

funzionano con questo principio:

Contatori Geiger

Camere ad ionizzazione

Penne dosimetriche individuali

46

Giunzione p-n

Dosimetro a Si

47

Configurazione tipica rivelatore a

silicio. In generale la

configurazione utilizzata è n+/p.

Caratteristica I-V di un dosimetro a Si al buio ed esposto a radiazione pari a 1.5Gy/min

Caratteristiche Operative:

-Tensione applicata nulla per minimizzare la corrente di buio

- tempo di campionamento

48

sensibilità

dD

dIs =

- tempo di campionamento intorno a T≥10ms

-Misura carica integrata

Regione attiva del dosimetroW = larghezza di svuotamento Rp = range delle particelle

L = lunghezza di diffusione

49

Si puo’ avere contributo al segnale per la diffusione dei portatori minoritari che vengono

creati in Rp all’interno della regione neutra

Dispositivo commerciale a matrice planare di diodi Si

MapCHECK ( Sun Nuclear Corp.)

Caratteristiche del MapCHECK

• 445 diodi al silicio di tipo n preirradiati di area

0.8 mm x 0.8 mm disposti in una regione

quadrata di lato 22 cm

• Doppia risoluzione spaziale:

campo 10 cm x 10 cm

dir. verticale e orizzontale 10 mm

50

dir. verticale e orizzontale 10 mm diagonale 7.1 mm

campo 20 cm x 20 cm

dir. verticale e orizzontale 20 mm diagonale 14.1 mm

Buildup inerente in acrilico 2.0 cm acqua eq.

Backscatter inerente in acrilico 2.27cm acqua eq.

Mappa

delle

posizioni

dei diodi

Problema: bassa risoluzione spaziale

Silicon segmented sensor, n-type implant onan epitaxial p-type layer. Each element is 2x2mm2 and the distance center-to-center is 3mm. The sensor is composed of 21x21 pixels.Area 6.29x6.29 cm2.

Rivelatore a Si epitassiale sviluppato a

Firenze

51

Geometry of the 441

channels Si module.

Risultati misure sotto fascio

radioterapico

Almost all the channels exhibit a repeatability < 0.5%, reproducibility < 1%

•deviation from linearity is 0.3% in the dose range 10-550 cGy, andthe fraction of channels which have a deviation better than 1% is 98%the fraction of channels which have a deviation better than 1% is 98%

•Measurements in the dose rate range 40-350 cGy/min indicate thatthere is no dose rate dependence.

Mean sensitivity = 1.248 ± 0.004 nC/cGy

•The energy dependence was assessed for different beam quality. TPRat different depths and OF were measured (1-2% ) As expected a slightenergy dependence was observed since silicon is not water equivalent

Sig

na

l (C

)

Dose maps Profiles

Profile along the central column

for different field size

(0.8X0.8, 1.6x1.6, 2.4x2.4, 3.2x3.2, 4x4, 4.8x4.8)

Sig

na

l (C

)

6MV photon beam at Careggi Hospital

IMRT Field

Inserire mappa focus

10MV photon beam at Careggi Hospital

Confronto misura dose conformata con IMRT per la cura del tumore della prostataeffettuata con MAPCHECK e con il dispositivo sviluppato a Firenze

55

Depth dose measurements (protons)

0.8

1

1.2

1.4

CATANA:

Spread Out Bragg Peak

0 5 10 15 20 25 300

0.2

0.4

0.6

0.8

depth (mm)

Sig

nal (n

C) CATANA:

62 MeV proton beam

Measurements in PMMA

Signal normalized at 12.5 mm

Overview of the large scale detectordesign.

In progress: Sviluppo su scala 18x18cm2

57

Details of connection between the

kapton flexible circuit (pale green)

and central silicon module.

Possibilità di tesi di laurea in questo settore

Dosimetro a diamante

� it is almost tissue equivalent

it doesn’t perturb the radiation field → small fields

the energy is absorbed as in the water → no correction factors

� high radiation hardness → long term stability

☺

58

� high density → high sensitivity → small dimensions

� non toxic

� it can be used as TL dosimeter (off-line) or for on-line applications

♠� high defect density - priming effects – instability of the signal

� high voltage required

� high production costs

Commercial Devices:

PTW Natural Diamond

20 mm20 mm

7.3mm7.3mm

PTW NATURAL DIAMONDFirst dosimetric applications: Natural Diamond

59

A potentially low-cost material:

Chemical Vapour Deposited

polycrystalline Diamond

After polishing and

Material removal

60

50 µm

200µm Courtesy of Element Six

- Columnar growth –

increased quality at

growth side

DEF Florence

Barriera Schottky realizzata evaporando contatto Cr/Au o Ti/Au sudiamante pCVD.

Uso a zero bias per ridurre l’effetto della difettosità di bulk che incidenegativamente sulla dinamica di risposta.

Primi dispositivi bidimensionali con diamante policristallino realizzati a Firenze

rivelatore a diamante

61

rivelatore a diamantepolicristallino 2.5cmx2.5cm,spessore 300µµµµm con contattiCr/Au prodotto a Firenze perradioterapia stereotassica

Prove sotto fascio al LINACdell’ospedale di careggi.

Possibilita’ attivita’ di tesi.

pCVD and PTW diamonds in 10 MV IMRT field

(26 segments in 160 s)

Primi risultati con fasci IMRT molto promettenti

M. Bruzzi, C. De Angelis, M. Scaringella, C. Talamonti, D. Viscomi

and M. Bucciolini: “Zero-bias Operation of polycrystalline Chemically

Vapour Deposited Diamond films for Intensity Modulated

RadioTherapy”, submitted to Diamond and Related Materials, May-

2010.

62

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