LiF:Mg,Cu,P

1. LiF:Mg,Cu,P

2. Desarrollo Desarrollado por Nakajima et al. (1978), en forma de polvo Diez años después, un laboratorio chino empezó a manufacturarlo de manera comercial en chips sinterizados de un diámetro de 4,5nm y 0.8mm de espesor. Fue desarrollado comercialmente como un TLD por Wang et. Al (1986) bajo el nombre de GR-200

3. En el campo de la radioterapia • Los TLDs se han vuelto un complemento estándar en técnicas dosimétricas • Desarrollo de sistemas dosimétricos in vivo • Experimentos in vitro con fantomas antropomórficos para el desarrollo de nuevas técnicas terapéuticas • Calidad postal de encuestas de control

4. Fantomas antropomórficos http://www.rsdphantoms.com/images/products/anth/sectionalmodel.gif

6. Ventajas del LiF:Mg,Cu,P http://books.google.co.cr/books?id=Wg5_88vV00kC&pg=PA208&dq=LiF:Mg,+cu,p&hl=es&ei=0cYTTO_gAoL7lwf866DnDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CDYQ6AEwAw#v=onepage&q=LiF%3AMg%2C%20cu%2Cp&f=false http://books.google.co.cr/books?id=wwpDoEjjxgcC&pg=PA202&dq=LiF:Mg,+cu,p&hl=es&ei=DcwTTMSBJYO8lQfVv8nxDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=7&ved=0CEQQ6AEwBjge#v=onepage&q=LiF%3AMg%2C%20cu%2Cp&f=false • Tld de alta sensibilidad, mediante el dopaje de cristales de LiF con Mg, Cu, P • Zeff=8.2 • Desvanecimiento lento • Estabilidad del dosímetro bajo varias condiciones climáticas como función del tiempo • Fading es la disminución en la respuesta del TL debido a la perdida de algunas de las cargas inicialmente atrapadas, entre la irradiación y la lectura por: • Influencia del calor, inclusive a temperatura ambiente(desvanecimiento térmico) • Exposición a luz indeseable (desvanecimiento óptico))

7. Desvanecimiento térmico • Respuesta del LiF:Mg, Cu, P es más estable a temperatura ambiente que la del TLD-1 00 ([39 Del95b], [95Alv98] y [96Alv99]) http://books.google.co.cr/books?id=v68J1dgCEn8C&pg=PA311&dq=LiF:Mg,+cu,p&hl=es&ei=DcwTTMSBJYO8lQfVv8nxDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CDUQ6AEwAzge#v=onepage&q=LiF%3AMg%2C%20cu%2Cp&f=false Puede reducirse mediante un precalentamiento adecuado, pero nunca podrá ser completamente eliminado

8. Desvanecimiento óptico http://books.google.co.cr/books?id=v68J1dgCEn8C&pg=PA311&dq=LiF:Mg,+cu,p&hl=es&ei=DcwTTMSBJYO8lQfVv8nxDA&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CDUQ6AEwAzge#v=onepage&q=LiF%3AMg%2C%20cu%2Cp&f=false Puede evitarse al manipular el dosímetro en un cuarto iluminado con luz incandescente y envolverlos en un contenedor opaco o sobres cuando son usados en cuartos iluminados con luz fluorescente Respuesta del LiF:Mg, Cu, P es prácticamente insensible a la luz.

9. Desventajas Muñiz, J.L, Métodos Experimentales de Dosimetría Postal para el Control de Calidad de Radioterapia basados en LiF:Mg,Ti y LiF:Mg, Cu, P. aplicación de métodos numéricos al análisis de las curvas de termoluminiscencia, 1999. • Reproducibilidad pobre • Es la señal que se obtiene cuando se hacen series repetidas de medidas idénticas, no son iguales. • La fuerte inestabilidad de su curva de termoluminiscencia cuando es sometido a tratamientos térmicos que superan cierta temperatura crítica no excesivamente alta. En concreto, los fabricantes establecieron inicialmente que el calentamiento del material nunca debiera superar la temperatura de 240°C, ya que por encima de esa temperatura se inducen distorsiones significativas en su curva de termoluminiscencia alterando la forma característica de sus picos y produciendo pérdidas irreversibles de sensibilidad. En lo que a la medida de dosis se refiere, estos procesos degenerativos producen cambios importantes de respuesta empeorando drásticamente la reproducibilidad.

10. Señal residual alta • La lectura hasta 240°C no es suficiente para un borrado efectivo de todos picos TL del GR-200. • En concreto, existe una distribución de trampas asociadas a picos de baja intensidad situados entre 270°C y 300°C que no son borradas. • Por esta razón, tras la lectura quedan señales residuales, de intensidad dependiente al historial dosimétrico. • GRAFICA. Curvas de termoluminiscencia de (GR-200 irradiadas a una dosis de 1μGy. Arriba, en la curva (a) la dosis impartida en la medida anterior fue de 300 μGy, mientras que en (b) ésta fue también de lμGy. Abajo, se muestran las segundas lecturas de los mismos dosímetro tras ser irradiados a 300 μGy, mientras que en (b) ésta fue a lμGy.

11. sustracción del fondo del GR-200, tiene que hacerse de manera diferente, teniendo en cuenta que hay una importante componente residual remanente debido a la imposibilidad de llevar a cabo un borrado completo del dosímetro sin alterar la sensibilidad del material. Sin embargo, la forma constante y característica de esa señal residual ha permitido el desarrollo de un programa simplificado de análisis que reconoce y elimina de la curva esa componente

12. Intensión del artículo • Comparar el LiF: Mg, Cu, P con el LiF:Mg,Ti en las siguientes características: • Sensibilidad • Estabilidad • Respuesta con la Energía • Influencia de la Temperatura • Durante la irradiación • Durante el almacenaje

13. Sensibilidad • Eficiencia termoluminiscente del material se adecue bien al rango de dosis en el que se tiene que medir. • Rango de dosis bajas (por ejemplo en dosimetría ambiental y personal) significa que el dosímetro debe ser capaz de producir señales TL medibles. • Dosimetría en radioterapia este no es un punto difícil de satisfacer ya que a la dosis de referencia, 2 Gy, la mayor parte de los materiales dosimétricos producen señales lo suficientemente intensas como para ser medidas sin problemas con los lectores de termoluminiscencia actuales.

14. Buena Estabilidad Buena estabilidad de la información dosimétrica almacenada en condiciones ambientales de temperatura. Esta cualidad se convierte en exigencia en aplicaciones en las que dosímetros deban estar necesariamente expuestos a temperaturas incontrolables durante la fase de exposición, como sucede en Dosimetría Ambiental y Personal. Esta exigencia también es muy importante en las técnicas de Dosimetría Postal en Radioterapia ya que es conveniente que la información dosimétrica registrada no sufra alteraciones de importancia durante el tránsito de los dosímetros entre el laboratorio director de la intercomparación postal, y el centro médico participante. A parte de la estabilidad térmica, es deseable que se consiga evitar la influencia de otros factores ambientales como la humedad o la luz.

15. Materiales y métodos • LiF: Mg, Cu, P • Chips tipo TLD-700H • 3.2x3.2x0.7cm3 • Manufacturado por: Beijing RadiationDetection Works, China • LiF:Mg, Ti • Chipo tipo TLD-700 • 3.1x3.1x0.9cm3 • Harshaw

16. Antes de la irradiación • LiF: Mg, Cu, P • 10min en un horno PTW-TLDO mantenido estable a 240°C • 2h es un horno Heraeus mantenido a 100°C (se encuentra una mejora en la reproducibilidad) • Enfriado rápidamente en un bloque de Aluminio (mejora la respuesta del ´fósforo) • LiF:Mg, Ti • 1 hora en un horno PTW-TLDO a 400°C • 2horas a 100°C Se les aplicó un tratamiento térmico optimizado

17. Lectura LiF: Mg, Cu, P LiF: Mg, Ti • 50°C→ 240°C con una razón de calentamiento de 2°C/s • Lectura después de 24h • Zona de precalentamiento 135°C por 10s • Fase de lectura: 12s de 135°C a 270°C a una razón de calentamiento de 25°C/s

18. Sensibilidad y control de la estabilidad de la respuesta Preparación Resultados • Set de 30 dosímetros • Irradiados en el Laboratorio de INTEUPC • 137 Cs (Kaire=20mGy) • Repetición: 35 • LiF: Mg, Cu, P es unas 30 veces más sensible • Su reproducibilidad después del fortalecimiento, la irradiación y la lectura no presentan una disminución considerable

19. Variación de la sensibilidad relativa para ambos materiales de TL en función del número de usos

20. Dependencia de energía y linealidad de los TLDs Fotones de alta energía Electrones de alta energía • Co-60, Theratron Phoenix • Fotones producidos por un acelerador lineal Varian Clinac-1800 • TL insertados en fantomas de polietileno (30x30x20cm3) • Profundidad 5cm para Co-60 y fotones de 6MV y 7cm para fotones de 18MV • Haz de electrones producidos por el acelerador lineal Siemens KDS • Profundidad: profundidad máxima de la dosis • Energías: 6, 8, 10, 12, 15, 18MeV

21. Fotones electrones

22. Presenta una linealidad entre los 3% para 9Gy, para dosis mayores se vuelven sublineal- Comparado con la supralinealidad del LiF:Mg,Ti a partir de los 3Gy

23. Influencia de la Temperatura durante la irradiación Método Resultados • Haz de Cs -137 (Kaire 15mGy) • A temperatura de: • 22°C • 36°C • 45°C • Cantidad de dosímetros por material: 10 • Tiempo de irradiación: 15min • No se ve influenciado dentro de un 1%. Por tanto, la temperatura del cuerpo humano no la influenciaría. • EL artículo NO presenta datos ni gráficas que comprueben la afirmación anterior

24. Influencia de la Temperatura durante su almacenamiento Método Resultados • Kaire 50mGy de fotones de Cs-137 • Almacenados a una temperatura de: • 22°C • 45°C • Cantidad de dosímetros por material: 28 • Tiempo: 2 meses • Protegidos de la luz

25. Conclusiones • El LiF:Mg,Cu,P presenta • Buena respuesta con la energía • Bajo desvanecimiento • Linealidad extendida • La metodología presentada requiere una lectura después de 24h de la irradiación

26. Comentarios de artículos más recientes Muñiz, J.L, Métodos Experimentales de Dosimetría Postal para el Control de Calidad de Radioterapia basados en LiF:Mg,Ti y LiF:Mg, Cu, P. aplicación de métodos numéricos al análisis de las curvas de termoluminiscencia, 1999. Recientes mejoras en el crecimiento de los cristales y en el mismo proceso de fabricación de los dosímetros han permitido que la limitación en el calentamiento haya pasado de los muy restrictivos 240°C que se tenían en las primeras tandas a los ciertamente más holgados 270°C de las tandas actuales Esta nueva limitación, naturalmente permite un borrado mucho más eficiente de las señales residuales que aparecen solapadas al pico 4, pico dosimétrico, procedentes de los picos de más alta temperatura, y que perjudican al mismo tiempo a la precisión en la asignación de la dosis absorbida y empeoran la repetitividad de las medidas.

27. The application of LiF:Mg,Cu,P to large scale personnel dosimetry : Current status and future directions http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=18220340 LiF:Mg,Cu,P is starting to replace LiF:Mg,Ti in a variety of personnel dosimetry applications. LiF:Mg,Cu,P has superior characteristics as compared to LiF:Mg,Ti including, higher sensitivity, improved energy response for photons, lack of supralinearity and insignificant fading. The use of LiF:Mg,Cu,P in large scale dosimetry programs is of particular interest due to the extreme sensitivity of this material to the maximum readout temperature, and the variety of different dosimetry aspects and details that must be considered for a successful implementation in routine dosimetry. Here we discuss and explain the various aspects of large scale LiF:Mg,Cu,P based dosimetry programs including the properties of the TL material, new generation of TLD readers, calibration methodologies, a new generation of dose calculation algorithms based on the use of artificial neural networks and the overall uncertainty of the dose measurement. The United States Navy (USN) will be the first US dosimetry processor who will use this new material for routine applications. Until June 2002, the Navy used two types of thermoluminescent materials for personnel dosimetry, CaF2:Mn and LiF:Mg,Ti. A program to upgrade the system and to implement LiF:Mg,Cu,P, started in the mid 1990s and was recently concluded. In 2002, the new system replaced the LiF:Mg,Ti and is scheduled to start replacing the CaF2:Mn system in 2006. A pilot study to. determine the dosimetric performance of the new LiF:Mg,Cu,P based dosimetry system was recently completed, and the results show the new system to be as good or better than the current system in all areas tested. As a result, LiF:Mg,Cu,P is scheduled to become the primary personnel dosimeter for the entire US Navy in 2006.

28. 2009 GR-200 vs MCP-100D 0.30μGy http://books.google.co.cr/books?id=PRk9JPdXBeUC&pg=PA315&dq=LiF:+Mg,+Cu,+P&hl=es&ei=E6cZTOLcHMKqlAeFnJyBCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=10&ved=0CFQQ6AEwCQ#v=onepage&q=LiF%3A%20Mg%2C%20Cu%2C%20P&f=false

30. Sinterización es el tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico o cerámico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, para incrementar la fuerza y la resistencia de la pieza creando enlaces fuertes entre las partículas.