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Calibración de una sonda de captación para la monitorización del Personal Ocupacionalmente Expuesto

Materiales y método

Para este estudio se contó con una fuente patrón para realizar la calibración y con una fuente incógnita con la cual se realizó la inter-comparación; ambas fuentes fueron calibradas en el Instituto de Radioprotección y Dosimetría (IRD, Río de Janeiro, Brasil).

El sistema de detección utilizado fue una sonda de captación tiroidea (Capintec Captus-3000, New Jersey, EEUU), la cual cuenta con un cristal de NaI (Tl) de geometría cilíndrica de 2” de espesor y 2” de diámetro, protegido por un colimador de plomo que evita la interacción con fotones que no correspondan de la zona de interés. La sonda cuenta con un sistema multicanal que permite realizar análisis de espectrometría gamma y cuantificar la actividad de los radionucleidos.

Control de calidad de la sonda de captación

Como para todo equipo de medición utilizado en estudios médicos, existe un protocolo de control de calidad de los parámetros de la sonda, que se describe esquemáticamente en la tabla a continuación.

Prueba Propósito Periodicidad
1-Inspección fisica Verificar que todos componentes se encuentran en buen estado Diaria
2-Constancia Evaluar la sensibilidad del sistema. Se utiliza una fuente de largo semiperíodo de desintegración y con una alta probabilidad de emisión de un único fotón (137Cs) Diaria
3-Resolución energética Evaluar el comportamiento de la resolución energética del sistema, parámetro que tiende a derivar en el transcurso del tiempo. Se utiliza una fuente de largo semiperiodo de desintegración y con una alta probabilidad de emisión de un único fotón (137Cs) Diaria
4-Linealidad energética Evalúa la linealidad de la relación canal-energía. Se utiliza una largo semiperiodo de desintegración y con diversidad de emisiones gamma (152Eu) Diaria
5-Eficiencia de detección Determina la eficiencia de detección para un radionúclido de largo semiperiodo de desintegración y con una alta probabilidad de emisión de un único fotón (137Cs) Mensual
6-Linealidad energética, utilizando varios radionúclidos (137Cs, 152Eu y 133Ba) Evalúa la linealidad de la relación canal-energía. Se utiliza una fuente de largo semiperiodo de desintegración y con diversidad de emisiones gamma (152Eu) Trimestral

Nota: Las pruebas 2, 3, 4, 5 y 6, son realizadas bajo procedimiento semiautomático mediante el software de la sonda. La prueba 6 se realiza como adicional para un control doble de este parámetro. Al realizar las mediciones descriptas en este artículo, se verificó que todos los parámetros de control de calidad se encontraran dentro de los correspondientes márgenes de tolerancia.

Calibración canal-energía

Para esta prueba se utilizaron las fuentes tipo Rod de 137Cs y 152Eu, adecuadamente calibradas y trazadas desde el National Institute Standards and Technology (NIST) de la empresa Eckert & Ziegler (Valencia, CA, EEUU) y la fuente patrón de 133Ba calibrada en el IRD. Se localizaron los canales de energía asociados a los fotopicos de cada isótopo y se comprobó la correcta calibración canal-energía.

Determinación de la eficiencia del detector para la geometría de la fuente con forma de glándula tiroides de 133Ba.

Se utilizó la fuente de 133Ba calibrada en el IRD de Brasil el día 30/06/09, con una actividad inicial de 30.206 Bq. La fuente está diseñada de modo que simula la forma de la glándula tiroides y está colocada dentro de un maniquí que replica las condiciones de profundidad y dispersión de la glándula en el cuello. Se determinó la eficiencia de detección para distancias fuente-detector de 17, 20, 25, 30 y 35 cm.

La región de interés dentro del espectro de energías se definió como la ventana del 40% para el fotopico de 364 keV del 131I; la ventana de energía se ubica entre 287 keV y 433 keV. Se determinaron los canales asociados a estas energías, que correspondieron al 146 y al 218 respectivamente. Se realizaron 5 mediciones, con un tiempo de 5 minutos cada una.

Tabla 2. Características de la fuente 133Ba (patrón)

Variación en el tiempo de medición (años): 0.22
Actividad inicial (Bq): 30206
Actividad estimada por decaimiento (Bq): 29772
Actividad específica (Bq/g): 134471

El factor de calibración o eficiencia de detección se cálculo de la siguiente forma:

factor de calibración
factor de calibración

Donde cpspatrón corresponde a las cuentas por segundo registradas por el sistema de detección cuando se mide la fuente de 133Ba patrón, cpsfondo corresponde a las cuentas por segundo registradas por el sistema de detección cuando se mide el fondo de radiación y dpspatrón corresponde a la actividad en Bq de la fuente patrón.

Descripción del cálculo de incertidumbre del factor de calibración

cálculo de incertidumbre, variable FC
cálculo de incertidumbre, variable FC

cálculo de incertidumbre
cálculo de incertidumbre

Donde:

A (cps)patrón[Medición] Corresponde a la actividad medida con la sonda de la fuente calibrada en el IRD.

δA(cps) patrón[Medición] Corresponde a la incertidumbre de la medición realizada.

A(dps) patrón[Calibrada] Corresponde a la actividad de la fuente calibrada en el IRD.

δA(dps) patrón[Calibrada] Corresponde a la incertidumbre de la actividad reportada por el IRD para la fuente patrón.

Descripción del cálculo de la actividad equivalente en 131I

Se define como:

cálculo de la actividad
cálculo de la actividad

Donde:

ΣPE131lin Corresponde a la sumatoria de los porcentajes de emisión del 131I dentro de la ventana de energía.

ΣPE133Bain Corresponde a la sumatoria de los porcentajes de emisión del 133Ba dentro de la ventana de energía.

A(133Ba) Corresponde a la actividad del patrón de 133Ba.

En este caso, se sumaron todas las fracciones de emisión que interesaban.

131I
Energía Probabilidad de emisión
364,489 0,817
284,305 0,061
133Ba
Energía Probabilidad de emisión
356,01 0,6205
302,85 0,1833
383,85 0,0894
276,39 0,0716

Cálculo de la Actividad Mínima Detectable (MDA)

La actividad mínima detectable se estimó de la siguiente forma:

MDA
MDA

Cálculo de actividad e incertidumbre de la fuente incógnita

incógnita
incógnita

incertidumbre MDA
incertidumbre MDA

Donde:

A(cps)incognita[Medición] Corresponde a la medición realizada con la sonda a la fuente incógnita enviada por el IRD.

A(dps)[Incognita] Corresponde a la actividad estimada de la fuente incógnita enviada por el IRD.