DOSIMETRIA QUÍMICA FRICKE UERJ LCR LABMETRO

Transcrição

1 DOSIMETRIA QUÍMICA FRICKE

2 DOSIMETRIA QUÍMICA FRICKE Desenvolvimento de um padrão primário para dose absorvida na água para fontes de 192 Ir HDR no LCR Mariano G. David 1, Camila Salata 1,2, Paulo H. Rosado 3, Marcos A. Albuquerque 1, Glorimar Amorim 1, Carlos Eduardo dealmeida 1 1 Laboratório de Ciências Radiológicas, LCR/UERJ, Rio de Janeiro 2 Comissão Nacional de Energia Nuclear, CNEN, Rio de Janeiro 3I nstituto de Radioproteção e Dosimetria, IRD/CNEN, Rio de Janeiro

3 Sumário da apresentação 1. Princípios básicos da dosimetria Fricke 2. Projeto do LCR/UERJ para padronização primária em termos de D w para fontes 192 Ir HDR

4 1. Bases da dosimetria Fricke Dosimetria química descrita por H. Fricke e J. Hart em 1927, com muitos trabalhos publicados nas décadas de 50 e 60; Trabalhos recentes: uso como padrão primário p/ D w p/ feixes de elétrons e fontes de braquiterapia, além de outras aplicações como dosímetro secundário; Baseia-se na conversão de Fe +2 (solução Fricke) para Fe +3 através dos produtos da radiólise da água: H 2 O 2 H OH HO 2 Empregado para feixes de fótons e de elétrons na determinação de doses na faixa de 5 a 400 Gy

5 A solução Fricke padrão é preparada de modo a resultar numa solução de sultafo ferroso 1 mm, ácido sulfúrico 0,4 M e cloreto de sódio 1 mm; Cuidados na preparação da solução Fricke: 1. Qualidade da água 2. Qualidade dos reagentes 1. Bases da dosimetria Fricke 3. Técnicas para evitar a ação de contaminantes

6 1. Bases da dosimetria Fricke Aumento dos íons férricos determinado por espectrofotometria na faixa do ultravioleta de 304 nm. feixe de luz monocromático detector absorbância

7 1. Bases da dosimetria Fricke ΔOD: diferença de densidade óptica entre solução não irradiada e solução irradiada (diferença de absorbância); G(Fe+3) : rendim. químico conversão de Fe +2 em Fe +3 para a energia da radiação; ρ: densidade da solução; ε: coeficiente de extinção molar do íons Fe +3 a 304 nm; L: comprimento do caminho ótico (cubeta).

8 1. Bases da dosimetria Fricke Publicação com descrição detalhada do sistema Fricke no NRC Canadá; Com o devido cuidado é possível obter D w com precisão típica de 0,1 %.

9 1. Bases da dosimetria Fricke Publicações recentes: principalmente sobre aplicações para braquiterapia e para feixes de elétrons, mas também para feixes de fótons desde baixa E até E dos aceleradores; Laboratórios: NRC, METAS, INMRI-ENEA, dentre outros.

10 Motivação: cálculo de D w pelo TG-43 da AAPM Função de anisotropia Função de geometria Função radial de dose a 1 cm:

11 Motivação: mudança de paradigma nos protocolos

12 Pesquisa no LCR Desenvolvimento de um padrão de dose absorvida na água desde, pelo menos, 2008; Busca de um suporte para solução capaz de viabilizar a determinação de D w.

13 Evolução dos frascos no LCR Frasco A: prob. c/ diferença de densidade vidro/água; heterogeneidade na dose devido à anisotropia da fonte; problemas com vedação; Frasco B: dificuldades operacionais para colocar e retirar a solução Fricke.

14 Resultado com frasco antigo

15 Frascos em uso desde 2014 no LCR Frasco C (atual): bem mais fácil de colocar e retirar a solução Fricke e de posicionar a fonte no centro do anel; Medidas internas mais confiáveis.

16 Sistema Fricke no LCR 2,7 cm D w D F f P wall K dd F h F d

17 Instalações no LCR

18 Pré-irradiação da mistura água + ácido; Minimização de transferências; Secagem e aspiração. 2. LCR D w para 192 Ir HDR Procedimentos adotados pelo LCR Resposta do espectrof. controlada por filtros padrão; Limpeza da cubeta conferida através da absorbância da água.

19 Colaboração com NRC janeiro de 2014

20 Comparação com NRC Medidas de D w usando nosso método de preparação da solução, de limpeza dos materiais e o nosso frasco de irradiação. Frasco NRC Frasco LCR 2,7 cm

21 Resultados da comparação com NRC Trab. apresentado no cong. da AAPM 2014 [Med Phys 41] D w (NRC)/D w (LCR) = 1,011 (uc = 1,7 %; k=1)

22 Necessidade do valor de G(Fe +3 ) para a energia do 192 Ir Weiss et al (1954) Davies et al (1963) Shalek et al (1962), Fregene (1967) Kwa and Kornelsen (1990)

23 Metodologia p/ determ. do G(Fe +3 ) p/ a energia do 192 Ir Para determinar o rendimento químico G(Fe +3 ), basta medir ΔOD e D F : Método desenvolvido pelo NRC: interpolação entre o G p/ 250 kv e o 60 Co p/ encontrar o valor de G para a energia média do 192 Ir (380 kev).

24 Metodologia p/ determ. do G(Fe +3 ) p/ a energia do 192 Ir A solução fricke é acondicionada em sacos plásticos selados (de PP) que são posicionados na distância de irradiação através de suporte de PMMA.

25 Determinação do G(Fe +3 ) para a energia do 192 Ir Medidas realizadas no IRD em 2014/2015 para 3 feixes de raios-x e para 60 Co G(Fe+3) ( mol/j) G(Fe+3) p/ Ir-192 (0.380 MeV) = mol/j Equation y = a + b*x Adj. R-Squar Value Standard Err C Intercept C Slope kv 250 kv 150 kv Co-60 σ: 0,4 a 1,6 % u tipo A (σ/n): 0,14 a 0,55 % u c G(Fe +3 ) p/ 192 Ir: 1 % (k=1) Energia (MeV)

26 Resultado do valor G(Fe +3 ) para a energia do 192 Ir G(Fe+3) p/ 192 Ir: 1,555 ± 0,015 μmol/j Trab. apres. no cong. AAPM 2015 [Med Phys 42 (6)]; Valor obtido p/ 192 Ir é 2,1 % inferior ao obtido pelo NRC com mesma metodologia;

27 Resultado do valor G(Fe +3 ) para a energia do 192 Ir Idêntico ao valor obtido por fitting com valores antigos de G [DeAlmeida et al, 2014, PLoS ONE 9 (12)]

28 Próximos passos e melhorias no sistema Determinação de G(Fe +3 ) diretamente na energia do 192 Ir (interpolação dos coeficientes de calibração da CI); Refazer medidas de D w com novo frasco no LCR; Implementar novos testes para o sistema (uso dos padrões que o LCR possui); Melhoria necessária: instalação do irradiador de BT-HDR no LCR para fins exclusivos de pesquisa e calibração de câmaras poço.

29 Obrigado Contato: