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Work

Toward High-Resolution Detection of Target Fragmentation: TEA-Sensitized NIT for Proton Therapy Applications

Year: 2026
Type: preprint
Abstract: Nano Imaging Trackers (NIT) are fine-grained nuclear emulsions capable of tracking charged particles with sub-micrometric spatial resolution. The DAMON (Direct Measurement of Target Fragmentation) experiment recently employed NIT to detect target-fragmentation events relevant to proton therapy in direct kinematics. These measurements showed that the small crystal size, while providing high spatial resolution, limits the reconstruction efficiency for primary proton tracks and high-energy secondary protons. This work reports an enhancement of NIT sensitivity achieved through alternative chemical sensitization methods, namely gold-plus-sulfur (Au-S) and triethanolamine (TEA), together with the use of the GR-1 developer. The detector response was evaluated with gamma-ray, carbon-ion and proton exposures, including clinically relevant proton energies.
DOI: 10.48550/arxiv.2609.02337
Authors: Boccia, V., Asada, T., Alexandrov, A., Ambrosi, G., Argirò, S., Barbanera, M., Bartosik, N., Battistoni, G., Bigot, A., Bisogni, M. G., Butella, G., Cavanna, F., Cerello, P., Ciarrocchi, E., D'Ambrosio, N., De Lellis, G., Di Crescenzo, A., Di Ruzza, B., Dondi, M., Donetti, M., Dong, Y., Durante, M., Faccini, R., Ferrero, V., Finck, C., Fiorina, E., Francesconi, M., Franchini, M., Franciosini, G., Galli, L., Iuliano, A., Kanxheri, K., Kharpuse, B., Kimura, M., Kodaira, S., Kraan, A. C., Lauria, A., Torres, E. Lopez, Maggipinto, T., Magi, M., Manna, A., Marafini, M., Masci, S., Massa, M., Massimi, C., Mattei, I., Mazzolani, S., Mengarelli, A., Mereghetti, A., Mirabelli, R., Moggi, A., Montesi, M. C., Morone, M. C., Morrocchi, M., Muraro, S., Naka, T., Pastrone, N., Patera, V., Pennazio, F., Pisanti, C., Placidi, P., Pullia, M., Quattrini, F., Rabaglia, S., Ramello, L., Reidel, C. A., Ridolfi, R., Rocchetti, L., Sabatini, L., Salvi, L., Sanelli, C., Sarti, A., Sato, O., Savazzi, S., Schiavi, A., Schuy, C., Scifoni, E., Servoli, L., Silvestre, G., Sitta, M., Someya, K., Spadavecchia, B., Spighi, R., Spiriti, E., Testa, L., Tioukov, V., Tomassini, S., Tommasino, F., Toppi, M., Traini, G., Trigilio, A., Ubaldi, G., Valentinetti, S., Vanstalle, M., Villa, M., Weber, U., Zarrella, R., Zoccoli, A., Galati, G.
Institutions: Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli, Toho University, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino, University of Turin, Università degli Studi del Piemonte Orientale “Amedeo Avogadro”, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano, Centre National de la Recherche Scientifique, Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien, Université de Strasbourg, University of Pisa, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa, National Center for Oncological Hadrontherapy, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, University of Naples Federico II, University of Foggia, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bologna, University of Bologna, Fondazione IRCCS Istituto Nazionale dei Tumori, GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma I, Sapienza University of Rome, University of Trento, Nagoya City University West Medical Center, National Institutes for Quantum Science and Technology, Institute for Radiological Science, Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear, University of Bari Aldo Moro, Centro Ricerche Enrico Fermi, Università di Camerino, University of Rome Tor Vergata, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Roma Tor Vergata, Nagoya University, University of Perugia, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Trento Institute for Fundamental Physics And Applications
Language: English
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7207537657
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