CARATTERIZZAZIONE

DOSIMETRICA

DI FILM RADIOCROMICI MD-55-2

Università Cattolica del Sacro CuoreScuola di specializzazione in Fisica Sanitaria2003-2004

Claudia Dell’Omo

base poliestere – 67 µm

strato sensibile – 15 µm

strato adesivo – 44.5 µm

base poliestere – 25 µm

strato adesivo – 44.5 µm

strato sensibile – 15 µm

base poliestere – 67 µm

COMPOSIZIONE:

base poliestere C (45%)

H (36%)

O (19%)

strato sensibile C (31%)

H (56%)

O (8%)

N (5%)

strato adesivo C (33%)

H (50%)

O (17%)

In tabella è evidenziato in particolare la dimensione delle basi di poliestere (due strati di 67 m ed uno centrale di 25 m di spessore), la dimensione degli strati sensibili (due strati di 15m di spessore) e la dimensione degli strati di adesivo (due strati di 44.5 m di spessore) costituenti le lastre.

L’elemento sensibile è un idrocarburo aromatico composto da elementi a basso numero atomico (H, C, O, N), le cui caratteristiche sono quelle di un materiale quasi “acqua equivalente” con numero atomico efficace Zeff= 6,2 0,3.

Struttura e dimensioni delle lastre GafChromic MD-55-2

trasparente e incolore

Prima dell’irraggiamento Dopo l’irraggiamento

colorazione blu dose assorbita

Direttamente in fantoccio ad acqua

Lastre GafChromic MD-55-2

Assenza di trattamento chimicoProtezione dello strato sensibile

Risposta delle lastre GafChromic MD-55-2 (Zeff= 6,2) (), dei TLD (Zeff= 8) () e dei film X-Omat (Zeff=25) (), in funzione dell’energia dei fotoni (normalizzata al segnale ottenuto per un fascio di 60Co).

Dipendenza della risposta delle GafChromic dall’energia

(keV)

Risposta delle lastre MD-55-2 all’irraggiamento con radiazione gamma di 60Co a differenti dosi e a differenti ratei di dose.

Dipendenza della risposta delle GafChromic dal rateo di dose

Andamenti dei valori di OD delle lastre GafChromic MD-55-2, irraggiate con diversi valori di dose, in funzione della lunghezza d’onda della sorgente luminosa utilizzata per la misura.

Dipendenza della risposta delle GafChromic dalla lunghezza d’onda della sorgente luminosa

Per avere un’immagine in OD occorre acquisire un immagine del piano di lettura, corrispondente al valore di intensità luminosa I0 e

poi acquisire l’immagine della lastra di cui si vuol determinare la OD, corrispondente al valore di intensità luminosa I. La densità ottica viene calcolata pixel per pixel secondo la relazione:

I

IlogOD 0

Microdensitometro

sorgente = 60 LED ( = 665 nm)

telecamera

lente

finestra di acquisizione

Banco ottico

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

1.30

1.40

0 50 100 150 200 250 300

pixel

OD

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

Valori di OD relativi a 330 pixel lungo una scansione di una lastra GafChromic MD-55-2 irraggiata con un fascio di elettroni di 6 MeV ed una dose di 46 Gy. I valori delle OD si riferiscono al velo della lastra () (scala destra), OD1 ( ),

OD2 (o) e OD2c (-) (scala sinistra).

Uniformità della risposta della lastra GafChromic MD-55-2

100OD

ODOD)OD( minmax

%8)OD( 1

%8)OD( 2

%4)OD( c2

Tecnica del doppio irraggiamento

Tecnica del doppio irraggiamento

%4)OD( c2

1

1

OD

j)(i,OD)j,i(f

j)f(i,

j)(i,ODj)(i,OD 2

2c

1° irraggiamento con D = (10-40)Gy t = (48-96) ore

2° irraggiamento con D da determinare t = (48-108) ore

Valori di OD di un film MD-55-2 in funzione di valori crescenti (◊) e decrescenti () della temperatura. Il film è stato irraggiato con un fascio di fotoni da 6 MV e una dose di 46 Gy.

Dipendenza della risposta delle GafChromic dalla temperatura

0.95

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

10 15 20 25 30

Temperatura ( °C )

OD

• Tdensitometro= 14,5 °C (costante)• lastra riscaldata per 5 min• t= 40 min. OD a 14,5°C

Valori di OD in funzione dei giorni trascorsi dall’istante di irraggiamento, ottenuti per una lastra irraggiata con un fascio di elettroni di energia nominale pari a 6 MeV e con una dose D=11,8 Gy.

Dipendenza della risposta delle GafChromic dal tempo trascorso dall’istante dell’ irraggiamento

15%Si preferisce

la contemporaneitàdella taratura dei film in

termini di dose in acqua e delle misure dosimetriche

RCS

Irraggiamento campioni

Entro 30 min. dall’irraggiamentoi campioni vengono posti in un

forno a circa 45 °C per 2 h.

I campioni vengono mantenuti alla normale temperatura di

laboratorio (18-24 °C)

CG

Irraggiamento campioni

I campioni vengono mantenuti alla normale temperatura di

laboratorio (18-24 °C)

Stabilizzazione della densità ottica di film radiocromici MD-55-2

Densità ottica in funzione del tempo di post-irraggiamento

CG

RCS

4 %

9%

Densità ottica di un film MD-55-2, in funzione del tempo di post-irraggiamento per i gruppi RCS () e CG (). I valori di densità ottica sono stati normalizzati al valore di OD che il film presentava prima dell’irraggiamento.

Confronto tra RCS e RC

Taratura dei film radiocromici MD-55-2 mediante fasci di raggi x prodotti da un acceleratore lineare

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

0 5 10 15 20 25 30

Dw (Gy)

<O

D2c

>

Valori di OD2c in funzione della dose, relativi alla taratura dei film MD-55-2

con fasci di raggi x da 6 MV () e 10 MV ().Il valore di<OD2c> =0,64 si riferisce al primo irraggiamento.

Curve di taratura dei film MD-55-2 in termini di dose assorbita in acqua, mediante fasci di elettroni di energia E0=4,4 MeV (), 5,6 MeV () e 7,2 MeV ( ). Il valore di

OD=0,4 si riferisce al primo irraggiamento a 10 Gy.

Taratura dei film radiocromici MD-55-2 mediante fasci di elettroni prodotti da un acceleratore lineare

Caratteristiche generali dei film radiocromici MD 55-2:

1) rivelatori quasi acqua equivalentiquasi acqua equivalenti (composti da C , H, N e O; Zeff ~ 6);

2) non occorre uno sviluppo chimico;

3) possono essere immersi in acqua;

4) elevata risoluzione dosimetrico-spazialerisoluzione dosimetrico-spaziale (250 m);

5) bassa dipendenza della risposta dall’energiaenergia e dalla qualitàqualità del fascio;

6) indipendenza della risposta dal rateo di doserateo di dose (per dosi fino a 40 Gy);

7) indipendenza dall’umiditàumidità relativarelativa (30-70%);

8) dipendenza dalla temperaturatemperatura (fino all’1% per °C a 14°C);;

9)9) riproducibilità riproducibilità entro ±1% (con la tecnica del doppio irraggiamentotecnica del doppio irraggiamento che riduce considerevolmente la disomogeneità dello strato sensibile);

10) curva di taratura OD vs. DoseOD vs. Dose “quasi” lineare;

COCLUSIONI

Zona d’interesse dosimetrico

 

Mascherina porta lastrine

 

Lastrina irraggiatauniformemente

1 2 3

4 5 6

Contrassegno della lastrina

 

Disegno schematico della mascherina porta lastrine.

Densità ottica in funzione del tempo di post-irraggiamento per il gruppo

RCS

Densità ottica in funzione del tempo di post-irraggiamento per il gruppo CG