Modelado de ciclotrón Cyclone Kiube en PHITS

Abstract

En los estudios diagnósticos PET se utilizan radiofármacos que combinan un carrier o un percursor junto con un radioisótopo emisor beta positivo. Estos radioisótopos son producidos en ciclotrones, mediante el impacto de protones acelerados en un campo electromagnético en un blanco líquido o gaseoso. EL radiofármaco más utilizado es 18F-FDG, que se genera a partir de la reacción 18 O(p,n)18F. La producción de este radionucleído es la que genera el campo de neutrones más intenso alrededor del ciclotrón. Este campo posee componentes neutrónicas debido a la reacción nuclear en la que se produce el F-18 dentro del blanco y debido a la activación de las paredes del bunker y de los materiales del ciclotrón. ERl objetivo de este trabajo fue realizar un modelado Monte Carlo del ciclotrón Kiube IBA y del bunker en el que se encuentra instalado y operativo en la ciudad de Córdoba. Con esta simulación se pretende planificar estudios sobre dosímetros químicos que se realizan en el grupo de investaigación en Física aplicada a la medicina "LIIFAMIRx" de la Facultad de Astronomía, Matemática y Física de la Universidad Nacional de Córdoba. El ciclotrón Kiube puede acelerar protones hasta 18 MeV de energía con una corriente total de hasta 150uA. El modelado de la geometría del ciclotrón y del bunker, y el transporte de partículas se realizó utilizando el código de transporte PHITS desarrollado por la Agencia de Energía Atómica Japonesa. Se simuló el impacto en el blanco por el haz de protones y se determinó el campo de neutrones y gamma en sus inmediaciones debido a la reacción (p,n) en el blanco y las reacciones secundarias en los materiales circundantes al ciclotrón. También se determinó la producción de nucleídos debido al impacto de protones sobre las ventanas de Havar y titanio que se encuentran en los blancos del ciclotrón. Finalmente se compararon satisfactoriamente las tasas de dosis ambiental debido a fotones y neutrones obtenidas en la simulación con datos informados por la empresa fabricante IBA.