EPR ANALYSIS OF ALANINE WITH GADOLINIUM FOR DOSIMETRY AT TRIGA MARK II REACTOR OF MAINZ

Abstract

Negli ultimi anni il crescente interesse verso la radioterapia a cattura neutronica (internazionalmente nota come Neutron Capture Therapy - NCT) per il trattamento di neoplasie ha stimolato diverse attività di ricerca finalizzate alla caratterizzazione del fascio utilizzato e all'ottimizzazione delle procedure radioterapiche. La corretta riuscita del trattamento NCT e il monitoraggio della dose impartita non possono prescindere dalla valutazione delle varie componenti del fascio impiegato (neutronica e fotonica). Infatti, durante le procedure di moderazione dei neutroni, si verifica la produzione di fotoni e la stima dei rischi a cui sono soggetti i tessuti sani sottoposti al campo misto necessita precise ed accurate misure della componente fotonica. Tra i vari sistemi dosimetrici trovano largo impiego i rivelatori a stato solido EPR (Risonanza Paramagnetica Elettronico) a base di alanina che presentano diversi vantaggi come la tessuto equivalenza per fasci di fotoni, la linearità della risposta in un ampio intervallo di dose, l'elevata stabilità dei radicali liberi radioindotti, la non distruttività della lettura del dosimetro e il basso costo dei dosimetri. Queste caratteristiche, se associate alla possibilità di riconoscere le varie componenti di un campo misto di radiazione, renderebbero l'alanina un ottimo candidato per le dosimetria in campi di neutroni-gamma. In questo lavoro abbiamo studiato la risposta di dosimetri di alanina con e senza gadolinio (Gd) irradiati nella colonna termica del reattore di ricerca di Mainz. I dosimetri di alanina semplice utilizzati sono stati prodotti da SynergyHealth (Germania), mentre i dosimetri con aggiunta di Gd sono stati prodotti presso l'Università di Palermo. Le irradiazioni sono state effettuate all'interno di contenitori di polietilene per garantire le condizioni di equilibrio di particelle cariche. Le misure EPR sono state effettuate mediante spettrometro Bruker ECS106 dotato di una cavità TE102 rettangolare. I risultati degli esperimenti EPR sono stati confrontati con le simulazioni Monte Carlo finalizzate ad ottenere informazioni sul contributo delle varie componenti (neutronica e fotonica) alla dose totale misurata mediante dosimetri EPR.