ANALISI DEL CAMPO NEUTRONICO GENERATO DA UN LINAC PER PROTONTERAPIA. Sandri Sandro 1 ; Benassi Marcello 2 ; Ottaviano Giuseppe 1 ; Picardi Luigi 3 ; Strigari Lidia 2 ; Morgia Antonella 1 . 1 ENEA IRP-FUAC, Agenzia Italiana per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile, Istituto di Radioprotezione - FUsione nucleare e grandi ACceleratori, Centro Ricerche Frascati, Via Enrico Fermi, 45 - 00044 Frascati (Roma), ITALY. 2 Regina Elena National Cancer Institute, IFO, Laboratorio di Fisica Medica, Roma, ITALY. 3 ENEA UTAPRAD, Agenzia Italiana per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile, Centro Ricerche Frascati, Via Enrico Fermi, 45 - 00044 Frascati (Roma), ITALY. 1. INTRODUZIONE Negli ultimi anni il forte impulso verso la protonterapia ha indotto lo sviluppo di acceleratori di protoni sofisticati, per raggiungere le energie di fascio necessarie per l’applicazione (70 MeV per i tumori oculari, 140 MeV per i tumori del distretto cervico-cefalico e 200-250 MeV per i tumori a maggiore profondità). L’ENEA sta portando avanti da alcuni anni un progetto specifico di sviluppo di un apparato per protonterapia, basato sullo sviluppo di un acceleratore lineare ad alta frequenza, in collaborazione con l’Istituto Superore di Sanità (ISS). Presso l’Istituto Nazionale Tumori Regina Elena (IRE-IFO) in Roma è infatti prevista la creazione di un centro per protonterapia nell’ambito del Progetto TOP-IMPLART (acronimo di Terapia Oncologica con Protoni - Intensity Modulated Proton Linear Accelerator for Therapy) basato su un acceleratore lineare (LINAC) di media energia. Si prevede la realizzazione di almeno due stazioni di trattamento: • una stazione da 140 MeV per il trattamento di tumori superficiali; • una stazione da 250 MeV per il trattamento di tumori profondi. Sono inoltre previste ulteriori aree sperimentali per lo studio delle interazioni tra protoni di bassa energia ed elevato LET con tessuti biologici e per lo studio dell’efficacia della protonterapia nel trattamento di patologie specifiche. La corrente massima di fascio per questi trattamenti è dell’ordine dei 10 nA. Il dispositivo di riferimento è costituito da una sequenza di acceleratori lineari la cui sezione a bassa energia è un LINAC commerciale da 7 MeV prodotto dalla AccSys-Hitachi, già installato presso il Centro Ricerche ENEA di Frascati. Il progetto è attualmente in fase di realizzazione preliminare, il LINAC è in fase di studio, lo schema progettuale è stato definito e sono state considerate le prescrizioni di sicurezza preliminari. Un corretto approccio radioprotezionistico esige che siano considerati ed opportunamente caratterizzati tutti i campi di radiazione possibili, anche quelli non utilizzati per i trattamenti. In tale contesto è necessario caratterizzare il campo neutronico dovuto alla interazione tra i protoni e materiali solidi, liquidi e gassosi, al fine di minimizzarne gli effetti ed indirizzare correttamente il programma di radioprotezione. L’iniettore del LINAC è già stato installato presso il Centro Ricerche ENEA di Frascati e sarà utilizzato per effettuare i test preliminari con protoni di bassa energia e per stabilire i riferimenti per le simulazioni necessarie per la valutazione del campo neutronico. Nel presente lavoro sono descritti i modelli simulati ed i calcoli, eseguiti con codici Monte Carlo. Il problema radioprotezionistico connesso al sistema in questione riguarda principalmente la generazione del campo neutronico dovuto alle reazioni del fascio primario di protoni con gli elementi costituenti il bersaglio e l’aria. 1