Resumen de Qualification of an x-ray unit for dosimetrical application
Este proyecto de doctorado se centra en la evaluación de calidad de una unidad de rayos X para aplicaciones dosimétricas.
Esta tesis describe todo el proyecto en tres secciones diferentes.
La primera parte puede considerarse una introducción para presentar los conceptos e instrumentos utilizados para este trabajo. La base teórica del principio de funcionamiento de un tubo de rayos X se explica en el Capítulo 1. El Capítulo 2 muestra las magnitudes y el sistema de unidades de Protección Radiológica. Estos dos primeros capítulos representan los antecedentes teóricos de mi tesis. El Capítulo 3 muestra el laboratorio montado durante la primera parte de mi trabajo de doctorado. La unidad de irradiación y el laboratorio relacionado se pusieron a punto en el marco de una colaboración entre los Laboratorios Nacionales de Frascati del INFN (INFN - LNF), la Agencia Espacial Italiana (ASI) y el Consorzio di ricerca Hypatia. El aparato de rayos X funciona entre 40 y 120 kV con corrientes de hasta 5 mA. Se pueden implementar diferentes filtraciones de acuerdo con la calidad de haz deseada. Un banco mecánico permite colocar dispositivos y muestras a diferentes distancias del ánodo del tubo de rayos X.
La segunda parte muestra los principales resultados obtenidos con diferentes experimentos y pruebas para calificar la salida de radiación del tubo de rayos X: • diseño y desarrollo de una cámara de ionización para medir la salida dependiente del tiempo de la unidad de rayos X (Capítulo 4); • determinación de la posición del foco del tubo de rayos X, que es un punto de referencia importante de la línea de irradiación (Capítulo 5); • verificación experimental de la calidad del haz a través de mediciones HVL (Espesor de semireducción - Half Value Layer) con la cámara de ionización para la elección de combinaciones adecuadas de kilovoltios-filtración para lograr calidades de radiación bien identificadas, según lo especificado por las Normas Internacionales relevantes (ISO 4037). Los haces de la serie de espectro estrecho (serie ISO 4037 N) se seleccionaron porque su distribución de energía aproximadamente monoenergética es muy adecuada para estudiar la respuesta de los dispositivos en función de la energía del fotón. La concordancia entre los valores ISO y los experimentales es excelente: la discrepancia es inferior a aproximadamente el 5% (Tabla 6-3, Capítulo 6).
• estudio sobre la uniformidad del campo de rayos X (Capítulo 7), que es una tarea importante que debe cumplir el haz de rayos X, ya que es importante que todas las áreas de campo sean equivalentes y que la dosis impartida al dispositivo bajo prueba sea independiente de la posición en que se coloque. Se utilizaron dos técnicas de medición diferentes para verificar la uniformidad. La primera se basa en un detector pasivo, película Gafchromica, y la segunda emplea un detector de silicio que funciona en modo corriente. La variabilidad total del campo es aproximadamente del 11% dentro de una región central de 8 cm de radio (párrafo 7.4, Capítulo 7).
• medición espectral de los haces de rayos X utilizando espectrómetros de fotones basados en semiconductores (detectores de silicio y de telurato de cadmio). Estas mediciones son básicas para verificar la forma del espectro continuo de radiación de frenado y las energías de punto final de las componentes espectrales, además de las mediciones de calidad de HVL (Capítulo 8). Los espectros confirman lo que se esperaba de las mediciones de HVL: utilizando las combinaciones de kilovoltios-filtración adecuadas (escritas en la Tabla 6-3) es posible lograr las calidades de radiación bien identificadas de la serie N, la serie estrecha de ISO 4037, útil como referencia de calibración La actividad de la última parte de mi tesis doctoral se centró en un innovador detector activo para dosimetría de cristalino (Capítulo 9). Durante los últimos años se ha puesto de manifiesto la necesidad de una reevaluación detallada de la radiosensibilidad del cristalino. Varios estudios epidemiológicos han destacado una mayor incidencia de cataratas que la prevista previamente. Por estas razones, la ICRP redujo el límite de exposición para los trabajadores de 150 mSv por año a 20 mSv en un año promedio durante períodos definidos de cinco años consecutivos, sin que en ningún año se excedan los 50 mSv (ICRP 2011). Por lo tanto, el gran interés en este tema es la evaluación esencial de la dosis ocupacional en cristalino y la protección del ojo. Gracias a la calificación física del tubo de rayos X bajo un punto de vista metrológico, fue posible utilizar esta instalación de irradiación como banco de pruebas para el desarrollo y pruebas de tipo (estudio sobre energía y respuesta angular) de un prototipo de un dosímetro de cristalino basado en semiconductores y desarrollado dentro del equipo de trabajo. Esta parte innovadora de mi trabajo de doctorado representa un estudio de I + D sobre la necesidad de dosimetría operativa.
