Searching for elastic scattering in data collected by ALFA detector with optics beta* = 1000m

Analiza danych zebranych przez detektor ALFA przy optyce beta* =1000m. Zwięzłe wprowadzenie w zagadnienie rozpraszania elastycznego protonów i procesy tła. Omówienie w jaki sposób zachodzi rozpraszanie elastyczne oraz procesy tła. Przedstawienie układu współrzędnych, budowy detektora ALFA oraz optyki dużych wartości funkcji beta. Objaśnienie przeprowadzonych symulacji procesów elastycznych i procesów tła z generatora Monte Carlo wraz z uwzględnieniem różnych efektów detektorowych, wpływających na dokładność pomiaru. Opracowanie i dyskusja cięć, pozwalających na wyselekcjonowanie do dalszej analizy około 93% przypadków elastycznych, jednocześnie akceptując 0,15% przypadków pochodzących z procesów tła. Przeprowadzenie wstępnej analizy rozpraszania elastycznego.Analizing data collected by ALFA detector with optics beta*= 1000m. Introduction to proton elastic scattering and background processes. Discussion how elastic scattering and background processes occur. Explanation of coordinate system, construction of ALFA detector and high-beta optics. Explanation of simulations of elastic scattering and background processes generated by Monte Carlo generator. These simulations included different effects of ALFA detector affecting accuracy of measurement. Elaboration and discussion of the cuts, that allow to select 93% of elastic scattering processes and at the same time 0,15% of background processes to further analysis. Execution of initial analysis of elastic scattering process

Virtual and real experiments studying chosen aspects of proton therapy.

Celem pracy jest omówienie symulacji Monte Carlo wykonanych jako wsparcie dla eksperymentu badającego korelacje pomiędzy liczbą kwantów gamma, o energii 4,44 MeV oraz 6,13 MeV, powstających pod wpływem wiązki protonowej, a głębokością na jakiej są one produkowane. W pracy zawarto opis używanego układu eksperymentalnego, wykorzystywanych tarcz, analizy wyników oraz symulacje z tym związane. Dotyczyły one rozkładu energii protonów w cienkich tarczach wykorzystywanych podczas pomiarów, zasięgu protonów w wykorzystywanych materiałach (dwa polimery oraz grafit) dla Geant4 oraz SRIM i ich porównanie, wyznaczenia współczynnika osłabienia wiązki w celu absolutnej normalizacji wyników i wyznaczenia przekrojów czynnych na procesy: 12C(p, p 0γ4,44 MeV)12C, 16O(p, p 0Xγ4,44 MeV)12C, 16O(p, p 0γ6,13 MeV)16O.The main purpose of this work is to present Monte Carlo simulations performed as a support of the experiment that is examining correlation between the number of gamma quanta of the energy of 4.44 MeV and 6.13 MeV that are created in the interaction of a the proton beam with a phantom, and the depth on which they are produced. This work comprises a description of the used experimental setup, targets, analysis of results and simulations connected to this experiment. Simulations refer to the energy distribution in thin targets, the range of protons in materials used during the measurments (two polymers and graphite) determined using Geant4 and SRIM packages and a comparison between them, the calculation of beam attenuation factor necessary for absolute normalization of obtained cross sections for processes: 12C(p, p 0γ4,44 MeV)12C, 16O(p, p 0Xγ4,44 MeV)12C, 16O(p, p 0γ6,13 MeV)16O

Shape of the spectral line and gamma angular distribution of the 12C(p,p′γ4.44)12C^{12}C(p,{p}'\gamma _{4.44})^{12}C reaction

A model explaining the shape of the spectral line in the 12C(p, p'γ4.44)12C nuclear reaction has been applied to data collected during an experiment conducted at the Heidelberg Ion-Beam Therapy Center. Spectra were recorded for a graphite target setup, initial proton beam energies of 70.54 MeV and 88.97 MeV, which were later degraded before reaching the main target, and detection angles ranging from 90° to 150°. The model calculations reproduced experimental data and determined the angular distribution of the nuclear reaction. This article presents the details of the model along with a description of the subsequent analysis steps and results

Państwo i Społeczeństwo nr 2, 2012

Bieżący numer „Państwa i Społeczeństwa” jest pierwszym poświęconym problematyce zdrowia i choroby. Z tego też powodu forma prezentacji materiału jest typowa dla publikacji z zakresu nauk medycznych. Szczegółową instrukcje dla autorów zamieszczono na końcu numeru

Determination of gamma angular distribution from the shape of spectral line for the first excited state of carbon nucleus

An experiment investigating gamma emission in hadron therapy was performed at Cyclotron Centre Bronowice (CCB), Cracow, Poland, using two different phantom materials—carbon and poly(methyl methacrylate) PMMA. The measurements were carried out at 70 MeV proton beam energy and the gamma quanta were registered with the use of HP Ge detector with scintillation anti-Compton shielding. Although the primary aim was to establish a solid experimental data base for future applications in prompt gamma imaging, the data have also been analyzed with regards to the position and shape of the spectral line stemming from deexcitation of the carbon excited state 4.44 MeV. Measurements potentially useful to determine the cross section were performed only at 90° laboratory polar angle. However, benefiting from the very good energy resolution it turned out possible to extract information on angular distribution of the C* (4.44 MeV) deexcitation by analyzing the associated line shape. This paper presents the scheme of model calculations assuming the whole process can be divided into two stages: excitation of carbon nuclei by impinging protons and deexcitation of the C* (4.44 MeV) state