Finanziata ricerca su ioni accelerati da laser

È stata assegnata alla Dott.ssa Giada Petringa, attualmente Assegnista di Ricerca presso i Laboratori Nazionali del Sud dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Catania, una Individual Fellowship della prestigiosa fondazione "Marie Skłodowska-Curie" appartenente al programma per la ricerca e l'innovazione Horizon 2020 dell'Unione Europea. La borsa è cofinanziata dall'Istituto di Fisica dell'Accademia delle Scienze della Repubblica Ceca (AVCR-FZU).

La borsa, di durata biennale, consentirà alla Dott.ssa Petringa di svolgere un progetto di ricerca volto alla realizzazione di un innovativo rivelatore per la dosimetria e la diagnostica di ioni accelerati con approcci convenzionali e da interazione laser-materia.

Il progetto di ricerca, denominato PRAGUE (Proton Range Measure Using Silicon Carbide), verrà svolto dalla giovane ricercatrice catanese presso l'istituto di ricerca ELI-Beamlines sito a Praga (Repubblica Ceca), sotto la supervisione del Dott. Daniele Margarone (che ha iniziato la sua carriera scientifica ai Laboratori Nazionali del Sud e all'Università di Catania) dov'è stata recentemente ultimata l'installazione di uno dei più potenti sistemi laser al mondo e di un'area sperimentale interamente dedicata all'accelerazione di particelle per future applicazioni in ambito clinico (ELIMAIA: ELI Multidisciplinary Applications of laser-Ion Acceleration).

Il progetto prevede la realizzazione di un innovativo dosimetro, basato sull'uso dei nuovi rivelatori a Carburo di Silicio atto alla misurazione, con elevatissima risoluzione spaziale e temporale, della distribuzione di dose in profondità dei fasci di particelle cariche adoperati in adroterapia e applicazioni medicali.

La misura della distribuzione di dose fa parte della routine clinica adottata nei controlli di qualità giornalieri nei centri di adroterapia. Una misurazione quanto più precisa della distribuzione di dose è alla base di un migliore trattamento dei pazienti. La precisa conoscenza del rilascio energetico della radiazione sui tessuti tumorali riduce la possibilità che durante il trattamento vengano danneggiati tessuti sani limitrofi l'area da trattare. Ad oggi, per il controllo della distribuzione di dose vengono adottati sistemi aventi una risoluzione spaziale dell'ordine del millimetro. Grazie al progetto della dott.ssa Petringa verrà realizzato il primo sistema al mondo con precisione spaziale sub-millimetrica utilizzando l'innovativa tecnologia del Carburo di Silicio.

Nell'ambito del progetto verrà inoltre investigato l'impiego di suddetto innovativo dosimetro con fasci di particelle cariche ad alta intensità prodotti da interazione laser-materia.

Tale tecnica di accelerazione è ad oggi ritenuta la frontiera della radioterapia clinica in quanto consentirebbe di trattare i pazienti a regimi Flash, incrementando così l'efficacia del trattamento.

Il sistema che verrà realizzato, il cui principio di funzionamento è tuttora coperto da brevetto internazionale, risulterà essere il primo dosimetro al mondo utilizzabile a due differenti regimi di trattamento e in grado di dare informazioni precise sul rilascio di dose, lo spettro energetico e il range di particelle cariche in un ampio intervallo di energie di protoni incidenti.

L'obiettivo delle "Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships" è valorizzare il potenziale creativo e innovativo dei ricercatori, offrendo loro la possibilità di svolgere un progetto di ricerca in un'istituzione pubblica o privata di alto livello in un altro Paese europeo o extracomunitario.

La Dott.ssa Giada Petringa è laureata magistrale in Fisica e Dottore di ricerca in Fisica al Dipartimento di Fisica ed Astronomia dell'Università di Catania.