Un team di ricercatori affiliato a diverse istituzioni in Italia e una negli Stati Uniti ha sviluppato un dispositivo a film sottile organico che può essere utilizzato per misurare le dosi di radiazioni protoniche. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Progressi scientifici , il gruppo descrive il loro dispositivo a film sottile basato su semiconduttori e i possibili usi per esso.

Come notano i ricercatori, lo sviluppo di dispositivi di rilevamento dei protoni è stato un obiettivo dei fisici per molti anni a causa del loro utilizzo in attività di ricerca fondamentale. Più recentemente, tali dispositivi sono diventati desiderabili per la terapia protonica, in cui i protoni anziché i tradizionali raggi X vengono sparati sui tumori cancerosi perché possono essere diretti in modo più preciso. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno sviluppato un dispositivo di rilevamento di protoni organici. Notano che presenta vantaggi rispetto ad altri dispositivi non organici perché la sua densità è molto simile a quella del tessuto umano, il che significa che non è necessaria alcuna ricalibrazione quando lo si utilizza per applicazioni mediche.

Il dispositivo di rilevamento è stato creato depositando un film sottile organico di TIPGe-Pn microcristallino su un substrato di plastica. Come parte del processo, il film sottile è stato diretto a coprire una coppia di elettrodi d'oro interdigitati. I ricercatori notano che il deposito del film sottile è stato effettuato da una soluzione, rendendolo un approccio molto economico alla creazione di un rivelatore di protoni, notano anche che rende la tecnica molto scalabile. E notano inoltre che, poiché il processo può essere eseguito a basse temperature, può essere utilizzato per realizzare dispositivi flessibili e possibilmente portatili.

I ricercatori hanno testato il loro dispositivo utilizzando uno scenario in tempo reale e anche in modalità di integrazione:protoni in un raggio da 5 MeV sono stati sparati contro il dispositivo utilizzando l'acceleratore Tandetron da 3 MV presso il laboratorio LABEC, a Firenze. In tal modo, il team ha trovato il dispositivo in grado di rilevare nell'intervallo di 5,15 ± 0,13 pC/Gy con i sensori che dimostrano una risposta stabile in intervalli da 3,5 x 10 ⁹ e 8.7×10 ¹¹ protoni/cm ² .

I ricercatori concludono suggerendo che il loro rilevatore potrebbe essere utilizzato per monitorare i tessuti sani durante le sessioni di terapia protonica. Notano inoltre che potrebbe essere utilizzato anche dagli astronauti per misurare la quantità di radiazioni che stanno assorbendo durante lunghe missioni nello spazio.

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