Studio e messa a punto di una tecnica innovativa per misure tridimensionali di dose assorbita in campi di radazione ionizzante

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Il LET (Trasferimento Lineare di Energia) della radiazione influisce sullo yield 
chimico. Per radiazioni a basso LET (raggi γ, X altamente energetici ed elettroni) il 
valore di G è elevato per i radicali liberi, mentre è basso per le molecole. Per radiazioni 
ad alto LET come protoni, deutoni e particelle α, si generano alte densità di radicali 
liberi lungo la traccia percorsa dalla particella incidente. Questo implica una grande 
probabilità di formazione di molecole prodotte dalle reazioni tra radicali liberi, con un 
conseguente valore di G molto alto per le molecole ma non per i radicali. 
 
1.3 Dosimetro di Fricke  
Uno dei primi dosimetri chimici fu presentato nel 1927 da Hugo Fricke e Sterne 
Morse. Esso consiste in una soluzione acquosa di solfato ferroso e acido solforico, ed è 
considerato come uno standard assoluto (indipendente da calibrazioni interne) di misura 
della dose assorbita. Questo dosimetro, esposto a radiazione X o γ mostra una relazione 
lineare tra la dose assorbita e la quantità di ioni ferrici prodotti. La soluzione di Fricke, 
nella sua forma originale, è costituita da 1 mM di  FeSO4 o Fe(NH4)2(SO4)2 e 
0.4 M H2SO4 (pH 0.46). In ambiente acido le reazioni che avvengono sono le seguenti: 
eaq
−
 + H3O+  →   H° + H2O                                         (1.15) 
H° + O2  →  HO2°                                                       (1.16) 
OH° + Fe2+  →  Fe3+ + OH−                                        (1.17) 
HO2° + Fe2+  →  Fe3+ + HO2−                                     (1.18) 
HO2− + H3O+  →  H2O2 + H2O                                   (1.19) 
H2O2 + Fe2+  →  Fe3+ + OH− + OH°                           (1.20) 
Le reazioni (1.15)-(1.17) avvengono in pochi µs, la (1.18) entro qualche 
millesimo di secondo e la (1.20) in circa 90 secondi. Dopo circa 100 secondi 
dall’irraggiamento vale perciò la relazione: 
G(Fe3+) = 2G(H2O2) + 3[G(eaq−) + G(H°) + G(HO2)] + G(OH°)                     (1.21) 
Per la radiazione γ proveniente da Co-60 il valore di G è pari a 15.6 ioni/100eV. 
L’ossigeno presente in soluzione è consumato durante l’irraggiamento, ma ciò non 
intacca lo yield di produzione di ioni ferrici, perlomeno fino a dosi dell’ordine di