Frontiers in Physics (Jan 2024)
Charge identification of fragments produced in 16O beam interactions at 200 MeV/n and 400 MeV/n on C and C2H4 targets
- G. Galati,
- V. Boccia,
- V. Boccia,
- A. Alexandrov,
- B. Alpat,
- G. Ambrosi,
- S. Argirò,
- S. Argirò,
- M. Barbanera,
- N. Bartosik,
- G. Battistoni,
- M. G. Bisogni,
- M. G. Bisogni,
- G. Bruni,
- F. Cavanna,
- P. Cerello,
- E. Ciarrocchi,
- E. Ciarrocchi,
- S. Colombi,
- S. Colombi,
- A. De Gregorio,
- A. De Gregorio,
- G. De Lellis,
- G. De Lellis,
- A. Di Crescenzo,
- A. Di Crescenzo,
- B. Di Ruzza,
- M. Donetti,
- M. Donetti,
- Y. Dong,
- M. Durante,
- M. Durante,
- M. Durante,
- R. Faccini,
- R. Faccini,
- V. Ferrero,
- C. Finck,
- E. Fiorina,
- M. Francesconi,
- M. Franchini,
- M. Franchini,
- G. Franciosini,
- G. Franciosini,
- L. Galli,
- M. Ionica,
- A. Iuliano,
- A. Iuliano,
- K. Kanxheri,
- K. Kanxheri,
- A. C. Kraan,
- C. La Tessa,
- C. La Tessa,
- A. Lauria,
- A. Lauria,
- E. Lopez Torres,
- E. Lopez Torres,
- M. Magi,
- M. Magi,
- A. Manna,
- A. Manna,
- M. Marafini,
- M. Marafini,
- M. Massa,
- C. Massimi,
- C. Massimi,
- I. Mattei,
- A. Mengarelli,
- A. Mereghetti,
- T. Minniti,
- T. Minniti,
- A. Moggi,
- M. C. Morone,
- M. C. Morone,
- M. Morrocchi,
- M. Morrocchi,
- S. Muraro,
- N. Pastrone,
- V. Patera,
- V. Patera,
- F. Pennazio,
- F. Peverini,
- F. Peverini,
- P. Placidi,
- P. Placidi,
- M. Pullia,
- L. Ramello,
- L. Ramello,
- C. Reidel,
- R. Ridolfi,
- R. Ridolfi,
- L. Salvi,
- L. Salvi,
- C. Sanelli,
- A. Sarti,
- A. Sarti,
- O. Sato,
- S. Savazzi,
- L. Scavarda,
- A. Schiavi,
- A. Schiavi,
- C. Schuy,
- E. Scifoni,
- A. Sciubba,
- A. Sciubba,
- L. Servoli,
- G. Silvestre,
- G. Silvestre,
- M. Sitta,
- M. Sitta,
- R. Spighi,
- E. Spiriti,
- V. Tioukov,
- S. Tomassini,
- F. Tommasino,
- F. Tommasino,
- M. Toppi,
- M. Toppi,
- G. Traini,
- A. Trigilio,
- G. Ubaldi,
- G. Ubaldi,
- A. Valetti,
- A. Valetti,
- M. Vanstalle,
- M. Villa,
- M. Villa,
- U. Weber,
- R. Zarrella,
- R. Zarrella,
- A. Zoccoli,
- A. Zoccoli,
- M. C. Montesi,
- M. C. Montesi
Affiliations
- G. Galati
- Department of Physics, University of Bari, Bari, Italy
- V. Boccia
- Department of Physics “E. Pancini”, University of Napoli, Napoli, Italy
- V. Boccia
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Napoli, Napoli, Italy
- A. Alexandrov
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Napoli, Napoli, Italy
- B. Alpat
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Perugia, Perugia, Italy
- G. Ambrosi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Perugia, Perugia, Italy
- S. Argirò
- Department of Physics, University of Torino, Torino, Italy
- S. Argirò
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- M. Barbanera
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Perugia, Perugia, Italy
- N. Bartosik
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- G. Battistoni
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Milano, Milano, Italy
- M. G. Bisogni
- Department of Physics, University of Pisa, Pisa, Italy
- M. G. Bisogni
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Pisa, Pisa, Italy
- G. Bruni
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- F. Cavanna
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- P. Cerello
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- E. Ciarrocchi
- Department of Physics, University of Pisa, Pisa, Italy
- E. Ciarrocchi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Pisa, Pisa, Italy
- S. Colombi
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- S. Colombi
- 1Department of Physics and Astronomy, University of Bologna, Bologna, Italy
- A. De Gregorio
- 2Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma 1, Rome, Italy
- A. De Gregorio
- 3Department of Physics, University of Rome Sapienza, Rome, Italy
- G. De Lellis
- Department of Physics “E. Pancini”, University of Napoli, Napoli, Italy
- G. De Lellis
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Napoli, Napoli, Italy
- A. Di Crescenzo
- Department of Physics “E. Pancini”, University of Napoli, Napoli, Italy
- A. Di Crescenzo
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Napoli, Napoli, Italy
- B. Di Ruzza
- 4Department of Agriculture, Food, Natural resouces and Engineering, University of Foggia, Foggia, Italy
- M. Donetti
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- M. Donetti
- 5Université de Strasbourg, Centre national de la recherche scientifique, IPHC UMR, Strasbourg, France
- Y. Dong
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Milano, Milano, Italy
- M. Durante
- Department of Physics “E. Pancini”, University of Napoli, Napoli, Italy
- M. Durante
- 6Department of Physics, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany
- M. Durante
- 7Biophysics Department, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Germany
- R. Faccini
- 2Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma 1, Rome, Italy
- R. Faccini
- 3Department of Physics, University of Rome Sapienza, Rome, Italy
- V. Ferrero
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- C. Finck
- 7Biophysics Department, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Germany
- E. Fiorina
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- M. Francesconi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Napoli, Napoli, Italy
- M. Franchini
- 1Department of Physics and Astronomy, University of Bologna, Bologna, Italy
- M. Franchini
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- G. Franciosini
- 2Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma 1, Rome, Italy
- G. Franciosini
- 8University of Rome La Sapienza, Department of Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria (SBAI), Rome, Italy
- L. Galli
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Pisa, Pisa, Italy
- M. Ionica
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Perugia, Perugia, Italy
- A. Iuliano
- Department of Physics “E. Pancini”, University of Napoli, Napoli, Italy
- A. Iuliano
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Napoli, Napoli, Italy
- K. Kanxheri
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Perugia, Perugia, Italy
- K. Kanxheri
- 9University of Perugia, Department of Physics and Geology, Perugia, Italy
- A. C. Kraan
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Pisa, Pisa, Italy
- C. La Tessa
- 0Trento Institute for Fundamental Physics and Applications, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (TIFPA-INFN), Trento, Italy
- C. La Tessa
- 1Radiation Oncology, University of Miami, Miami, FL, United States
- A. Lauria
- Department of Physics “E. Pancini”, University of Napoli, Napoli, Italy
- A. Lauria
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Napoli, Napoli, Italy
- E. Lopez Torres
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- E. Lopez Torres
- 2CEADEN, Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear, Havana, Cuba
- M. Magi
- 2Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma 1, Rome, Italy
- M. Magi
- 8University of Rome La Sapienza, Department of Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria (SBAI), Rome, Italy
- A. Manna
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- A. Manna
- 1Department of Physics and Astronomy, University of Bologna, Bologna, Italy
- M. Marafini
- 2Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma 1, Rome, Italy
- M. Marafini
- 3Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche Enrico Fermi, Rome, Italy
- M. Massa
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Pisa, Pisa, Italy
- C. Massimi
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- C. Massimi
- 1Department of Physics and Astronomy, University of Bologna, Bologna, Italy
- I. Mattei
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Milano, Milano, Italy
- A. Mengarelli
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- A. Mereghetti
- 4Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica (CNAO), Pavia, Italy
- T. Minniti
- 5University of Rome Tor Vergata, Department of Physics, Rome, Italy
- T. Minniti
- 6Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma Tor Vergata, Rome, Italy
- A. Moggi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Pisa, Pisa, Italy
- M. C. Morone
- 5University of Rome Tor Vergata, Department of Physics, Rome, Italy
- M. C. Morone
- 6Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma Tor Vergata, Rome, Italy
- M. Morrocchi
- Department of Physics, University of Pisa, Pisa, Italy
- M. Morrocchi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Pisa, Pisa, Italy
- S. Muraro
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Milano, Milano, Italy
- N. Pastrone
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- V. Patera
- 2Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma 1, Rome, Italy
- V. Patera
- 8University of Rome La Sapienza, Department of Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria (SBAI), Rome, Italy
- F. Pennazio
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- F. Peverini
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Perugia, Perugia, Italy
- F. Peverini
- 9University of Perugia, Department of Physics and Geology, Perugia, Italy
- P. Placidi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Perugia, Perugia, Italy
- P. Placidi
- 7University of Perugia, Department of Engineering, Perugia, Italy
- M. Pullia
- 5Université de Strasbourg, Centre national de la recherche scientifique, IPHC UMR, Strasbourg, France
- L. Ramello
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- L. Ramello
- 8University of Piemonte Orientale, Department for Sustainable Development and Ecological Transition, Vercelli, Italy
- C. Reidel
- 7Biophysics Department, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Germany
- R. Ridolfi
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- R. Ridolfi
- 1Department of Physics and Astronomy, University of Bologna, Bologna, Italy
- L. Salvi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Perugia, Perugia, Italy
- L. Salvi
- 9University of Perugia, Department of Physics and Geology, Perugia, Italy
- C. Sanelli
- 9Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
- A. Sarti
- 2Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma 1, Rome, Italy
- A. Sarti
- 8University of Rome La Sapienza, Department of Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria (SBAI), Rome, Italy
- O. Sato
- 0Nagoya University, Department of Physics, Nagoya, Japan
- S. Savazzi
- 4Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica (CNAO), Pavia, Italy
- L. Scavarda
- 1ALTEC, Aerospace Logistic Technology Engineering Company, Corso Marche, Italy
- A. Schiavi
- 2Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma 1, Rome, Italy
- A. Schiavi
- 8University of Rome La Sapienza, Department of Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria (SBAI), Rome, Italy
- C. Schuy
- 5Université de Strasbourg, Centre national de la recherche scientifique, IPHC UMR, Strasbourg, France
- E. Scifoni
- 0Trento Institute for Fundamental Physics and Applications, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (TIFPA-INFN), Trento, Italy
- A. Sciubba
- 8University of Rome La Sapienza, Department of Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria (SBAI), Rome, Italy
- A. Sciubba
- 9Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
- L. Servoli
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Perugia, Perugia, Italy
- G. Silvestre
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Perugia, Perugia, Italy
- G. Silvestre
- 9University of Perugia, Department of Physics and Geology, Perugia, Italy
- M. Sitta
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- M. Sitta
- 2Department of Science and Technological Innovation, University of Piemonte Orientale, Alessandria, Italy
- R. Spighi
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- E. Spiriti
- 9Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
- V. Tioukov
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Napoli, Napoli, Italy
- S. Tomassini
- 9Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
- F. Tommasino
- 0Trento Institute for Fundamental Physics and Applications, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (TIFPA-INFN), Trento, Italy
- F. Tommasino
- 3University of Trento, Department of Physics, Trento, Italy
- M. Toppi
- 2Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma 1, Rome, Italy
- M. Toppi
- 8University of Rome La Sapienza, Department of Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria (SBAI), Rome, Italy
- G. Traini
- 2Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Roma 1, Rome, Italy
- A. Trigilio
- 9Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
- G. Ubaldi
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- G. Ubaldi
- 1Department of Physics and Astronomy, University of Bologna, Bologna, Italy
- A. Valetti
- Department of Physics, University of Torino, Torino, Italy
- A. Valetti
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Torino, Torino, Italy
- M. Vanstalle
- 5Université de Strasbourg, Centre national de la recherche scientifique, IPHC UMR, Strasbourg, France
- M. Villa
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- M. Villa
- 1Department of Physics and Astronomy, University of Bologna, Bologna, Italy
- U. Weber
- 7Biophysics Department, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Germany
- R. Zarrella
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- R. Zarrella
- 1Department of Physics and Astronomy, University of Bologna, Bologna, Italy
- A. Zoccoli
- 0Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Section of Bologna, Bologna, Italy
- A. Zoccoli
- 1Department of Physics and Astronomy, University of Bologna, Bologna, Italy
- M. C. Montesi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Section of Napoli, Napoli, Italy
- M. C. Montesi
- 4University of Napoli, Department of Chemistry, Napoli, Italy
- DOI
- https://doi.org/10.3389/fphy.2023.1327202
- Journal volume & issue
-
Vol. 11
Abstract
Introduction: Charged Particle Therapy plays a key role in the treatment of deep-seated tumours, because of the advantageous energy deposition culminating in the Bragg peak. However, knowledge of the dose delivered in the entrance channel is limited by the lack of data on the beam and fragmentation of the target.Methods: The FOOT experiment has been designed to measure the cross sections of the nuclear fragmentation of projectile and target with two different detectors: an electronic setup for the identification of Z ≥ 3 fragments and a nuclear emulsion spectrometer for Z ≤ 3 fragments. In this paper, we analyze the data taken by exposing four nuclear emulsion spectrometers, with C and C2H4 targets, to 200 MeV/n and 400 MeV/n oxygen beams at GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Darmstadt, Germany), and we report the charge identification of produced fragments based on the controlled fading induced on nuclear emulsion films.Results: The goal of identifying fragments as heavy as lithium has been achieved.Discussion: The results will contribute to a better understanding of the nuclear fragmentation process in charged particle therapy and have implications for refining treatment planning in the presence of deep-seated tumors.
Keywords
- particle therapy
- fragmentation
- cross sections
- nuclear emulsion detector
- protons RBE
- charge measurement