Diagnostica del sincrotrone del CNAO mediante sistemi di pick-up Schottky

The synchrotron for hadrons of the National Center for Oncological Hadrotherapy (CNAO, Pavia) is equipped with a Schottky monitor, to monitor statistical quantities of the circu- lating beam (eg revolution frequency, tune, chromaticity, etc. . . ). This acquisition system, although successfully tested with particle beams at CERN, has not so far allowed the mo- nitor to be used in an operational manner during hadrotherapy sessions with patients as the set-up does not allow to reconstruct the beam parameters with the expected accuracy. The present thesis activity aims to prepare a new acquisition set-up for the Schottky monitor, based on a high sampling frequency digital oscilloscope and off-line frequency analysis of the acquired signal. The activity concerns the characterization of the acquisi- tion system consisting of a Schottky monitor and a picoscope by means of an ad-hoc signal library. The system thus characterized is then used for measurements with a synchrotron circulating beam, and the acquired measurements are compared to measurements car- ried out on the same beams but with the position monitors, equipped with a dedicated acquisition system (already operational) always based on picoscopes.

Il sincrotrone per adroni del Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica (CNAO, Pavia) è dotato di un monitor Schottky, per monitorare le grandezze statistiche del fascio circolante (es. frequenza di rivoluzione, tune, cromaticità, ecc. . . ). Questo sistema di diagnostica di fascio, sebbene testato con successo con fasci di particelle al CERN, non è ancora stato utilizzato operativamente durante le sessioni di adroterapia con i pazienti in quanto il set-up non permette di ricostruire i parametri di fascio con l’accuratezza attesa. La presente attività di tesi mira a preparare un nuovo set-up di acquisizione per il mo- nitor Schottky, basato su un oscilloscopio digitale ad alta frequenza di campionamento e all’analisi off-line in frequenza del segnale acquisito. L’attività riguarda la caratteriz- zazione del sistema di acquisizione composto da monitor Schottky e picoscope mediante libreria di segnali costruita ad-hoc. Il sistema così caratterizzato viene poi utilizzato per misure con fascio circolante in sincrotrone, e le misure acquisite sono paragonate a misure condotte sugli stessi fasci ma con i monitor di posizione, dotati di un dedicato sistema di acquisizione (già operazionale) sempre basato su picoscopes.