Puesta en Marcha de un servicio de dosimetría con alanina

Araceli Gago Arias
Grupo de Investigación en Radiofísica.
Universidad de Santiago de Compostela.

Dosimetría con Alanina / lectura RPE:
Espectroscopía en Resonancia Paramagnética
Electrónica (RPE) de los radicales formados
por la radiación ionizante en el aminoácido.
Campo magnético externo: Alineación momento s
magnéticos de los e - desapareados.
Dos estados energéticos: Transiciones para H ~ 300 mT
con radiación incidente de microondas de 90 GHz.
Ventajas:
-Señal EPR α conc. radicales α dosis.
-Material equivalente a tejido.
-Lectura no destructiva.
- Dependencia energética despreciable.
- Concentración radicales muy estable.

Inconvenientes/ Factores a tener en cuenta:
-Lectura no instantánea (1 día para estabilización radicales).
-Dependencia con la Temperatura de irradiación.
-Recombinación radicales postirradiación dep. condiciones ambientales.
1 1
S( T, B) c Dm So( B)
donde k ( )
k k
t
ft t tirr
kT 1 ct ( T Tirr
)
t
T
-Irradiación en Co60 (Theratron RFA300)
Campo 10x10 cm 2 , SSD 75cm, SCD 80cm.
-Lectura en RPE y tratamiento de la señal.
Alojamientos sin señal (cuarzo, teflón)
Estudio de isotropía de la señal.
Nuclear engineering and technology Vol24. No3 June 2010

Tratamiento de la señal:
Señal D= 0 Gy Señal D= 50 Gy Sustracción línea base Filtrado de ruido y otros fondos
Cuantificación de la señal:
1- Amplitud pico-pico.
2- Área del valor absoluto de la señal.
3- Suma de las componentes de Fourier dominantes.

Resultados
1. Obtención de curva de calibración:
Irradiación de 44 pellets, 11 niveles de dosis entre 10 y 20 Gy.
Lectura en RPE para una única posición del pellet, promedio 10 barridos.
Repetibilidad media ~ 5%
Desviación media relativa
del ajuste ~ 10%
-Incertidumbre de calibración excesiva.
-Calibración alternativa: obtención de una señal de referencia
de calidad (dosis elevada) y posterior ajuste de las señales a dosis
inferiores.

Resultados
2. Obtención de una señal de buena calidad. Dosis = 50 Gy.
Objetivos :
-Estudio parámetros RPE, optimización de la relación señal-ruido.
-Posicionado alanina en la cavidad.
-Estudio isotropía. (Giro de soporte con goniómetro, 5 pasos de 72º).
2.1. Alojamiento Teflón.
Pellet tumbado en el alojamiento, señal minimizada.
Señal del tubo vacío no isótropa.
Pendiente de la línea base muy
variable.
Alojamiento Descartado.

Resultados
2.2. Alojamiento de cuarzo. Cambio parámetros RPE: mejora relación señal-ruido.
Estudio de isotropía de un único pellet.
Método de análisis Medida 1 Medida 2 Medida 3
Amplitud pico-pico 7.8% 3.5% 3.4%
Coefs Transf.
Fourier
7.6% 3.0% 3.5%
Area 7.7% 2.8% 3.5%
Repetibilidad Global
Todos los valores: 6%
Medidas 2 y 3 (12 valores): 1%
Estudio de repetibilidad para una posición fija en la cavidad
Desviación estándar de la media 2%

Resultados
2.3. Varilla de Cuarzo + cinta de Teflón
Estudio de isotropía de un único pellet
Método de análisis Medida 1 Medida 2 Medida 3
Amplitud pico-pico 0.41% 0.35% 0.22%
Coefs Transf.
Fourier
0.40% 0.46% 0.53%
Area 0.38% 0.46% 0.35%
Repetibilidad para una sola posición:
Desviación estándar de la media 0.2%
Variaciones 70% en algunas posiciones (280º, 360º) achacables a cambios puntuales de
sensibilidad de la RPE. Solución: corrección por sensibilidad midiendo simultáneamente
una substancia patrón (rubí, manganeso) con señal conocida.

1. En este trabajo hemos realizado un estudio preliminar de las fuentes de
incertidumbre involucradas en la dosimetría de alanina y lectura en
RPE.
2. En una campaña de irradiación en Co60 se depositaron dosis entre 10 y
20 Gy para el establecimiento de una curva de calibración que resultó
tener una incertidumbre inaceptable (10%).
3. En la segunda irradiación se aumentó la dosis hasta 50 Gy, con el
objetivo de obtener una señal de calidad (reproducible) para calibrar
ajustando a ésta las señales obtenidas a dosis inferiores.
4. Se optimizaron los parámetros de la RPE y se estudió la isotropía de la
señal de la alanina, así como la influencia del posicionado en la
cavidad y el material de construcción del alojamiento.
5. Los resultados obtenidos con el mejor alojamiento muestran isotropía
en la señal de la alanina (variaciones con el ángulo 0.5 %), y permite
obtener una repetibilidad de un 0.2%
6. La sensibilidad necesaria en la EPR para la lectura de la alanina hace
recomendable el uso de una substancia patrón en la medida.