Development of a cost-effective 3D-printed monitor ionization chamber

The aim of this thesis project was to design and develop an ionization chamber for monitoring the photon beam generated by an X-ray tube. Initially, a simplified approach based on the ISO 4037 guidelines was adopted, beginning with the characterization of the beam using a Reference Metrology Standard (RMS). The project then focused on designing the ionization chamber, dimensioning the acquisition circuits, selecting materials, and finally constructing the chamber. Once built, the device was evaluated. First, the optimal bias voltage was determined to counteract charge recombination, adapting the operation for a wide range of tube parameters. Lastly, the recombination coefficients and monitor factors were calculated using an RMS, in this case, a spherical chamber.

Questo progetto di tesi ha avuto come obiettivo la progettazione e lo sviluppo di una camera a ionizzazione per il monitoraggio del fascio di fotoni generato da un tubo a raggi X. Inizialmente, si è seguito un approccio semplificato basato sulle linee guida della norma ISO 4037, a partire dalla caratterizzazione del fascio mediante un Campione Metrologico di Riferimento (CMR). Successivamente, il lavoro si è concentrato sulla progettazione della camera a ionizzazione, sul dimensionamento dei circuiti di acquisizione, sulla selezione dei materiali e, infine, sulla sua realizzazione. Una volta completata la costruzione, il dispositivo è stato sottoposto a valutazione. Si è in primo luogo identificata la tensione di bias ottimale per superare l’effetto della ricombinazione delle cariche, adattando l'operazione a parametri di tubo molto diversi. Infine, sono stati calcolati i coefficienti di ricombinazione e i fattori monitor tramite l’uso di un CMR, in questo caso una camera sferica.