Accesso alle risorse di computing

Alessio Sarti Uncategorised

Suggerimenti e documentazione per l'accesso alle risorse del centro di calcolo ReCas

I membri di FRIDA hanno accesso, su richiesta, al centro ReCas - Bari.


Richiedere un account

Per ottenere un account sul centro ReCas devi compilare il modulo di registrazione. Per fare ciò è necessario un documento di identità valido.

Per qualsiasi dubbio o domanda, inviare una email ad Alessio.Sarti at uniroma1.it

 

Accesso alle risorse di computing

La pagina web del ReCas fornisce una guida per l'accesso all'HPC con le istruzioni per configurare l'ambiente e utilizzare le risorse del cluster.

Una volta che l'amministratore ha attivato l'account, è possibile accedere al centro HPC tramite il seguente comando:

ssh -X -Y -C Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Una volta effettuato correttamente l'accesso al cluster, è possibile accedere alle risorse configurando il proprio ambiente preferito secondo le istruzioni del manuale.

Una volta che l'eseguibile è pronto, è possibile inviare i job sulla farm usando condor. Un manuale di condor in italiano può essere trovato qui.

Attività del singolo User

Il codice va sviluppato in locale, da ciascun user, nella sua area. Ogni utente ha allocati circa 100 GB per lo sviluppo del codice ed attività interattive. L'area di sviluppo è accessibile sotto: 

/lustrehome/username

Eventuali job che abbiano come output file di grandi dimensioni o il risultato di produzioni MC che occupano grande spazio può essere rediretto in un'area dedicata sotto /lustre accessibile dai membri dell'esperimento sotto: 

/lustre/frida

ed è necessario un coordinamento, come collaborazione FRIDA, nell'uso di quest'area. Prima di iniziare una qualsiasi produzione massiva di output è dunque necessario contattare Alessio.Sarti at uniroma1.it

Ogni utente FRIDA può sottomettere job sul cluster usando condo. Per capire come configurare il job, leggere il manuale (vedi sopra).

È importante che le CPU richieste dall'utente siano strettamente quelle utilizzate dal job. Poiché l'infrastruttura è stata ottimizzata per attività di computing parallelo, una volta che l'utente ha raggiunto un job di durata ragionevole, si consiglia vivamente di inviare job paralleli, invece di richiedere più CPU!

Ad esempio: è meglio inviare 1k job della durata di 1 ora invece di inviare 10 job della durata di 10 ore richiedendo 10 CPU!

Software per i singoli user.

Policy del centro di calcolo è che il software per i vari utenti/esperimenti sia gestito in modo 'locale'. E' dunque previsto che ogni utente/esperimento installi il software necessario nelle area user/di esperimento. Alcuni software sono di uso 'comune' e quindi saranno disponibili sotto /lustre/frida/software.

Ad oggi sono disponibili: cmake e root.

  • per usare cmake:
export PATH=/lustre/frida/software/cmake/cmake-3.20.1/bin:$PATH
  • per usare root:
scl enable devtoolset-9 bash
e poi
export ROOTSYS=/lustre/frida/software/root_62610/root_62604install

export LD_LIBRARY_PATH=$ROOTSYS/lib/root:$ROOTSYS/lib

export PATH=$PATH:$ROOTSYS/bin

Nel caso sia necessario installare ulteriori software, potete contattare direttamente Alessio.Sarti at roma1.infn.it

 

Documentazione

La pagina web del ReCas che contiene informazioni e manuali può essere raggiunta da qui.

Steering Committee

Lo steering committee di FRIDA è formato dai coordinatori di WP e dai coordinatori locali di unità [Organizzazione]. 

Link e materiali utili

Alessio Sarti Uncategorised

WP1: Studio dei fenomeni alla base dell'effetto FLASH

Alessio Sarti Uncategorised

WP1 Coordinatori

I coordinatori del WP1 sono: G. I. Forte ed E. Scifoni

WP1 Collaboratori

I collaboratori al WP1 sono elencati nella seguente tabella:

Nome Unità FTE Nome Unità FTE Nome Unità FTE
Assegnista CNR TIFPA 0.4 Cella Zanacchi F. PI 0.1 Minafra L. LNS 0.1
Attili A. TIFPA 0.2 Cordoni F. TIFPA 0.3 Monti V. TO 0.3
Bellinzona V.E. TIFPA 0.2 Costa M. PI 0.1 Russo G. LNS 0.5
Bisio A. TIFPA 0.5 Croci S. TIFPA 0.6 Scifoni E. TIFPA 0.3
Bortolussi S. MI 0.2 Ficarra M. LNS 1 Sokol O. TIFPA  0.1
Boscolo D. TIFPA 0.1 Forte G.I. LNS 0.7 Strettoi E. PI 0.1
Bravatà V. LNS 0.5 Fuss M. TIFPA 0.1 Tinganelli W. TIFPA 0.1
Calvaruso M. LNS 0.5 La Tessa C. TIFPA 0.2 Tommasini F. TIFPA 0.2
Cammarata F. LNS 0.1 Manghi M. TIFPA 0.5 Vannini E. PI 0.1

Obiettivi principali

L'attività del WP1 è dedicata allo studio dei fenomeni alla base del meccanismo dell'effetto FLASH, tutt'ora ancora elusivo. Per questo obiettivo, il WP1 si articola in 4 compiti principali:

Compito 1 -  Modellizzazione Biofisica

Diversi approcci saranno utilizzati per analizzare l'evoluzione del danno spaziotemporale ad alti ratei di dose e per ottenere il fattore di aumento di efficacia, dipendente da tutti i parametri rilevanti connessi all'effetto FLASH, per realizzare un TPS biologicamente guidato. La modellazione esplorerà:

i) lo stadio chimico eterogeneo, ampliando il codice Monte Carlo TRAX-CHEM per la struttura della traccia chimica;  

ii) lo stadio chimico omogeneo, aggiungendo un modello analitico della reazione di diffusione dell'O2 tissutale;

iii) La cinetica di riparazione del DNA in condizioni di irraggiamento Flash/Conv;

iv) modellazione avanzata della Normal Tissue Complication Probability (NTCP) in funzione della diversa irradiazione e condizione del target.

Compito 2 -Esperimenti in vitro

Gli esperimenti in vitro hanno lo scopo di evidenziare i processi biologici attivati dall'irradiazione in modalità flash, di eseguire una "calibrazione" dei parametri fisici di irradiazione (dose, rateo di dose, dose per impulso), selezionando quelle combinazioni che consentono di apprezzarne l'effetto a livello microscopico. Verranno utilizzate due linee cellulari mammarie, la non tumorigena MCF10A e la tumorigenica MDA-MB-231, e verranno eseguiti esperimenti variando dose, raeto di dose e concentrazione di ossigeno, per valutare i seguenti endpoint biologici: sopravvivenza e danno al DNA; morte cellulare (apoptosi/necrosi) e senescenza; stato redox delle cellule; profilazione di marcatori immunologici secreti; RNA-seq su cellule irradiate; Studi sull'integrità dei microtubuli e sulla modifica della struttura del collagene. La fattibilità dell'utilizzo della tecnologia organ-on-a-chip sarà studiata, per fornire approfondimenti sulle normali funzioni degli organi umani. Questa attività sarà svolta da CT (in natura) in collaborazione con l'Università del Surrey.

Compito 3 - Esperimenti ex vivo

Partendo da colture cellulari retiniche ARPE19 (un modello di epitelio retina-pigmento) verrà studiato l'effetto degli approcci Flash/conv che identificano dosi efficaci e dannose. Quindi, intere retine di topo saranno esposte all'irradiazione flash / conv. Gli endpoint valutati saranno: attivazione locale della microglia, apoptosi e stress ossidativo.

Compito 4 - Potenziamento del Linac UNITO e p-Lab TIFPA 

L'unità TO modificherà un ELEKTA LINAC clinico convenzionale (4-18 MeV) del Dipartimento di TO e Fisica (UNITO), interamente dedicato alla ricerca. La modifica consentirà di fornire fasci di elettroni raggiungendo ratei di dose FLASH, controllando gli impulsi elettronici, la stabilità dell'uscita del fascio, la costanza dell'impulso e la flatness del fascio. La calibrazione dosimetrica sarà eseguita in collaborazione con l'unità CT. Il LINAC aggiornato verrà utilizzato per testare i monitor/dosimetri del fascio. Il team TIFPA aggiornerà, in collaborazione con IBA, la struttura sperimentale del fascio di protoni per fornire ratei di dose ultra-elevate.

WP1 Conseguibili

I risultati conseguibili del WP1 sono riepilogati nella tabella seguente:

Deliv. Nome Descrizione Durata (M) Deliv. Nome Descrizione Durata (M)
D1.1 Modelling RadChem Report dell' estensione del radchem allo stadio eterogeneo. 1-16 D2.4 Consolidamento e approfondimenti  Radbio Ripetizione di alcuni set sperimentali radiobiologici che richiedono robustezza statistica o irradiazione potenziale per endpoint selezionati utilizzando altri fasci con caratteristiche diverse. 24-36
D1.2 Modelling DDRK Report sugli studi di modellazione DDRK. 1-24 D2.5 Radbio su 3D sotto FLASH e CONV Rapporto sugli effetti dell'irradiazione CONV vs FLASH sulla struttura del collagene 3D. Dati raccolti principalmente con microscopia a 2° armonica/due fotoni. 1-24
D1.3 Modelling DMF  Report sugli studi di modellazione DMF. 16-36 D2.6 Radbio su citoscheletro sotto FLASH e CONV Report sugli effetti dell'irradiazione CONV vs FLASH sull'integrità delle fibre del citoscheletro (cioè dei microtubuli). Dati raccolti principalmente con tecniche di microscopia avanzate. 1-32
D2.1 Radbio sotto irradiazione convenzionale Report sulla sopravvivenza cellulare/riparazione del DNA e sullo stato redox sotto irradiazione convenzionale. Raccolta di mezzi e pellet irradiati convenzionalmente per futuri profili immunologici e RNAseq. 1-12 D3.1 Cellule retinali Report sugli studi sulle cellule tumorali e sulle cellule retina-pigmento. 16
D2.2 Radbio sotto irradiazione flash Report sulla sopravvivenza cellulare / riparazione del DNA e stato redox sotto irradiazione Flash. Raccolta di substrati e pellet irradiati convenzionalmente per futuri profili immunologici e RNAseq. 13-20 D3.2 Retina espiantata Report sulla retina di topo espiantata. 24
D2.3 profiling Radbio  Profilazione immunologica e RNAseq. 13-24 D4.1 Calibrazione dosimetrica TO-Linac La calibrazione dosimetrica del LINAC DI Torino dell'INFN, dopo la sua modifica, sarà eseguita in collaborazione con la sezione di Catania. 24
        D4.2 Calibrazione dosimetrica TIFPA-pFLASH La calibrazione dosimetrica del fascio TIFPA FLASH, dopo la sua modifica, verrà eseguita in collaborazione con PI e CT. 24

Materiali, documenti e link di interesse per le attività del WP1

WP2: Erogazione del fascio FLASH

Alessio Sarti Uncategorised

WP2 Coordinatori

I coordinatori del WP2 sono: G. A. P. Cirrone e A. Mostacci

WP2 Collaboratori

I collaboratori al WP2 sono elencati nella seguente tabella:

Nome Unità FTE Nome Unità FTE Nome Unità FTE
Bacci A. MI 0.2 Giuliano L. RM1 0.4 Migliorati M. RM1 0.1
Borghesi M LNS 0.05 Gizzi L. PI 0.2 Milluzzo G. LNS 0.2
Cirrone G. A. P. LNS 0.3 Guarrera M. LNS 0.2 Mostacci A. RM1 0.3
Cuttone G. LNS 0.1 Labate L. PI 0.2 Palumbo L. RM1 0.3
Del Sarto D. PI 0.2 Mararsciulli A. PI 0.5 Russo P. MI 0.1
Drebot I. MI 0.2 Margarone D. MI 0.1 Sarnu A. MI 0.1
Faillace L. RM1 0.1 Massa R. MI 0.1 Serafini L. MI 0.2
Ficcadenti L. RM1 0.1 Mauro G.S. LNS 0.1 Sorbello G. LNS 0.1
Giove D. MI 0.2 Mettiver G. MI 0.1 Torrisi G. LNS 0.1

Obiettivi Principali 

Il WP2 mira a progettare, sviluppare e testare nuovi approcci per la generazione di particelle cariche o fasci di fotoni ad alta energia con caratteristiche FLASH. Il WP2 sarà organizzato in 5 compiti che coprono la più innovativa ricerca e sviluppo di acceleratori a livello mondiale per consentire la realizzazione di fasci di FLASH riproducibili. Il WP2 esplora approcci convenzionali per l'accelerazione ad alto gradiente e ad alta carica, nonché sorgenti compatte basate sul plasma per protoni ed elettroni.

Compito 1 -  Struttura accelerante compatta per VHEE LINAC in banda C

Le strutture di accelerazione a 6 GHz permettono di realizzare fasci di elettroni da 100 MeV in pochi metri. Saranno eseguite la simulazione dinamica del fascio e la progettazione RF del LINAC principale. Un prototipo in scala reale sarà realizzato e testato.

Compito 2 - Compressore di impulsi RF SLED per VHEE LINAC in banda C

Il secondo compito prevede la progettazione di un compressore di impulsi klystron per un LINAC compatto e ad alto campo. Un prototipo in scala reale sarà realizzato e testato.

Compito 3 - Fasci di protoni generati da interazioni laser-plasma

Verranno utilizzati di bersagli a forma di bobina nuovi e appositamente progettati accoppiati a quadrupoli magnetici permanenti per migliorare l'emittanza e l'energia dei fasci di protoni accelerati dal laser. Questo schema sarà studiato e ottimizzato per ottenere un regime mai raggiunto di decine di Gy in decine di nanosecondi su una dimensione omogenea dello spot del fascio di 1 cm di diametro.

Compito 4 - Fasci di elettroni generati da interazioni laser-plasma

Il fascio di elettroni VHEE già disponibile presso il laboratorio CNR-INO ILIL sarà ottimizzato per:

i) aumentare ulteriormente la dose/rateo di dose, utilizzando anche una beamline di trasporto dedicata (contributo CNR);

II) migliorare il controllo sullo spettro energetico.

L'impostazione sperimentale consentirà una dosimetria approfondita di una configurazione VHEE pencil-beam con elevata dose.

Compito 5 - Fasci di elettroni a media energia ad alta corrente per applicazioni mediche

Si prevede lo studio di fattibilità per la generazione di fasci di fotoni fino a 10 MeV e un flusso di 1016 fotoni/s. Questo sarà possibile grazie alle attività legate al futuro acceleratore BriXsino (MI) che sarà in grado di produrre bunch di elettroni con carica fino a 50 pC ad una velocità di ripetizione fino a 100 MHz.

WP2 Conseguibili

Gli obiettivi conseguibili del WP2 sono riepilogati nella tabella seguente:

Deliv. Nome Descrizione Durata (M) Deliv. Nome Descrizione Durata (M)
D2.1.1 Dinamica del fascio linac VHEE Progettazione e Layout di un VHEE Linac compatto, simulazioni di dinamica del fascio e ottimizzazione dei principali parametri di sistema. 6 M2.3.1.2 Acquisizione dei bersagli Acquisizione dei nuovi target sviluppati dal laboratorio RAL. 11-15
D2.1.2 Struttura e progettazione dell'accelerazione RF Progettazione del prototipo di accelerazione ad alto gradiente. 18 M2.3.1.3 Prove e analisi sperimentali Test sperimentali in strutture laser e caratterizzazione del fascio in questo nuovo schema di interazione laser-materia. 16-36
D2.2.1 Progettazione compressore RF Progettazione del compressore di impulsi SLED RF. 18 D2.4.1 VHEE ad alte dosi da LWFA Rapporto sull'erogazione del fascio pencil beam VHEE laser con circa 1Gy / dose a sparo. 36
D2.1.3 Costruzione della struttura RF accelerante Produzione di prototipi con accelerazione ad alto gradiente. 24 M2.4.1 Modellizzazione LWFA Modellazione di Particel in Cell per proprietà spettrali controllate. 12
D2.2.2 Produzione del compressore RF Produzione del prototipo del compressore di impulsi. 24 M2.4.2 Simulazione di dose Modellazione di setup dosimetrici con simulazioni MC. 24
D2.1.4 Test della struttura di accelerazione RF Test RF a bassa potenza del prototipo accelerante. 36 M2.4.3 Fascio LWFA Misure dosimetriche con fascio VHEE ottimizzato. 34
 D.2.2.3 Test compr. RF Test RF a bassa potenza del prototipo SLED.  36 M2.5.1.1 Studio e analisi Studio del setup per bunch di elettroni ad alta carica e applicazioni radiobiologiche. Studio del meccanismo coinvolto nella generazione di raggi X da fasci di elettroni intensi ad alta energia 1-18
 D2.3.1 Protoni Fash da laser-plasma Fornire fasci di protoni collimati e ultra-intensi (fino a 1 kGy/ shot) generati nell'interazione laser-plasma e utilizzando un nuovo schema di accelerazione e trasporto. 36  M2.5.1.2 Progettazione dell'acceleratore Progettazione di un'adeguata configurazione geometrica, meccanica e termica dell'anodo di tungsteno per la produzione di bremsstrahlung ad altissimo rateo.  19-30
 M2.3.1.1 Simulazioni Monte Carlo Simulazioni Monte Carlo e  analitiche (in collaborazione con QUB ed ELI) del nuovo schema di interazione e trasporto laser-materia utilizzando i bersagli a bobina accoppiati con i quadrupoli. Progettazione finale del bersaglio-bobina per l'utilizzo con i fasci generati dal laser QUB ed ELI.  1-10  M2.5.1.3 Prove sperimentali Test preliminari utilizzando fasci di elettroni disponibili su un prototipo in scala ridotta. 31-36

Materiali, documenti e link di interesse per le attività del WP2

WP3: Sistemi di monitoraggio del fascio FLASH e dosimetria

Alessio Sarti Uncategorised

WP3 Coordinatori

I coordinatori del WP3 sono: M. G. Bisogni e A. Vignati

WP3 Collaboratori

I collaboratori al WP3 sono elencati nella seguente tabella:

Nome Unità FTE Nome Unità FTE Nome Unità FTE
Abujami M. TO 1 D'oca M. C. CT 0.6 Picollo F. TO 0.2
Amato E. CT 0.3 Di Martino F. PI 0.1 Romano F. CT 0.5
Apra' P. TO 0.3 Franciosini G. RM1 0.1 Sportelli G. PI 0.1
Barlotta A. CT 0.6 Italiano A. CT 0.2 Tomarchio E. CT 0.6
Belcari N. PI 0.1 Marafini M. RM1 0.1 Toppi M. RM1 0.1
Bisogni M. G. PI 0.4 Marrale M. CT 0.5 Traini G. RM1 0.1
Borghese R. F. CT 0.5 Marti' Villareal O.A TO 1 Trigilio A. RM1 0.1
Catalano R. LNS 0.1 Morrocchi M. PI 0.2 Vignati A TO 1
Cirio R. TO 0.5 Petringa G. LNS 0.1      

Obiettivi principali

L'obiettivo principale del WP3 è lo sviluppo di metodi e strumenti per caratterizzare i fasci FLASH e misurare con precisione la dose di radiazioni per garantire una erogazione riproducibile del fascio al paziente. I primi due compiti del WP3 si concentrano sullo sviluppo e sulla caratterizzazione di sistemi di rivelatori per il monitoraggio del fascio e la dosimetria. Questi sono funzionali all'ultimo compito: la stesura di linee guida per la dosimetria di riferimento e la caratterizzazione dei fasci.

Compito 1 -  Sviluppo e test di nuovi sistemi di monitoraggio del fascio

Il monitoraggio online dell'erogazione dei fasci FLASH sarà affrontato con l'approccio innovativo della fluorescenza dell'aria di Roma1 e con i promettenti, finora mai utilizzati in ambito clinico, Integrating Current Transformers sviluppati da LNS. Verranno confrontate le prestazioni dei rivelatori a silicio sottile e al diamante, opportunamente ottimizzati da TO per far fronte ai requisiti FLASH, e dei rivelatori SiC "Free-standing membranes" (sviluppati da STLab) disponibili e caratterizzati da CT.

Compito 2 - Sviluppo e test di nuovi sistemi dosimetrici

Saranno perseguiti diversi approcci per eseguire la dosimetria FLASH di fasci di elettroni e protoni/ioni. CT svilupperà un calorimetro portatile indipendente dal rateo di dose per la dosimetria assoluta di fasci di elettroni e protoni. Rivelatori basati su scintillatori saranno studiati presso PI per la dosimetria sia assoluta che relativa di fasci di elettroni. I rivelatori SiC disponibili dal progetto CSN5 PRAGUE saranno testati come dosimetri relativi per protoni/ioni da LNS.

Compito 3 - Confronto, calibrazioni e linee guida

I fasci sviluppati nell'ambito del progetto saranno caratterizzati da sistemi di monitoraggio del fascio disponibili (camera a doppio gap, SEM, FC) e da dosimetri di riferimento indipendenti dal rateo di dose (FC, alanina, RCF). Procedure di interconfronto e calibrazioni dei BM e dei dosimetri sviluppati saranno effettuate presso le strutture dotate di fasci disponibili all'interno del progetto e presso le istituzioni collaboratrici. Infine, saranno predisposte linee guida e raccomandazioni per il monitoraggio e la dosimetria dei fasci FLASH.

 

WP3 Conseguibili

Gli obiettivi conseguibili del WP3 sono riepilogati nella tabella seguente:

Deliv. Nome Descrizione Durata (M) Deliv. Nome Descrizione Durata (M)
D3.1.1 Fluorescenza dell'aria Progettazione, realizzazione e test di rivelatori per elettroni basati su misure in aria. 16 D3.2.3 Dosimetri SiC Ottimizzazione dei rivelatori SiC e test per la dosimetria relativa con fasci di protoni/elettroni. 16
D3.1.2 ICB Progettazione, realizzazione e test di un ICT appositamente studiato per fasci di protoni/ioni intensi e brevi. 16 M3.2 Dosimetri R&D end Produzione e collaudo dei primi prototipi di dosimetri. 16
D3.1.3 Silicio e diamante Test di prototipi di silicio/diamante con fasci di protoni ed elettroni. 16 D3.3.1 Caratterizzazione del fascio Caratterizzazione dosimetrica dei fasci con sistemi BM disponibili (camera a doppio gap, SEM, FC) e dosimetri di riferimento (faraday cup, alanina, RCF, IC). 24
D3.1.4 SiC Test con rivelatori SiC "Free standing Membrane"  per il monitoraggio dei fasci di elettroni/protoni. 16 D3.3.2 Interconfronti Interconfronti e calibrazioni dei BM e dei dosimetri sviluppati. 32
M3.1 BM R&D end Produzione e collaudo dei primi prototipi per il BM. 16 D3.3.3 Linee guida Linee guida e raccomandazioni per il monitoraggio e la dosimetria dei fasci FLASH (cosa abbiamo imparato finora). 36
D3.2.1  Calorimetri Sviluppo e caratterizzazione   di calorimetri portatili con fasci di elettroni/protoni. 16 M3.3 Messa in servizio del prototipo Messa in servizio di prototipi di sistemi BM e Dosimetrici. 36
 D3.2.2 Scintillatori Sviluppo e test di dosimetri a base di scintillatori con elettronica RO. 16        

Materiali, documenti e link di interesse per le attività del WP3