Autores: L. Duggan y T. Kron

Glow curve analysis of long-term stability of LiF:Mg,Cu,P as compare

to LiF:Mg,Ti

Deybith Venegas R.

Introducción

El objetivo de este artículo fue comparar la estabilidad a largo plazo y la reproducibilidad de los siguientes materiales de dosimetría termoluminiscente (TLD): LiF:Mg,Cu,P (GR-200A, Beijing China) y LiF:Mg,Ti (GR-100, Beijing China) en un período de seis meses.

Materiales y métodos•Para el GR-100 se utilizaron detectores cuadrados de 4x4x0.8 mm3 y para el GR-200ª se utilizaron detectores circulares de d=4.5mm y 0.8 mm de profundidad. •En el tratamiento térmico (annealing) se usaron dos variaciones: enfriamiento lento (SC) y enfriamiento rápido (FC). •Los detectores se irradiaron a una dosis de referencia de 0.5 Gy. •Grupos adicionales de detectores no se irradiaron para tener información de background.

•Para el GR-100 (SC): Annealing a 400ºC por 1hEnfriado a 100ºC por 40 min Mantenido a 100ºC por 4hLa lectura se hizo a 9ºC/s de 135-270ºC por 40 s

•Para GR-100 (FC)Annealing a 400ºC por 30 minApagado (quench) La lectura se hizo a 9ºC/s de 135-270ºC por 40 s

•Para GR-200A (SC)Temperatura de pico nominal a 240ºC por 10 minLa lectura se hizo a 9ºC/s de 135-250ºC por 30 s

•Para GR-200A (FC)Ciclo de lectura alargadoLa lectura se hizo a 9ºC/s de 135-250ºC por 60 s

•Se realizaron dos experimentos: •Experimento A: •Se evalúa el tiempo entre la irradiación y la lectura•Se evalúa el desvanecimiento “fading”

•Experimento B:•Se evalúa el tiempo entre el recocido “annealing” y la irradiación. •Se evalúan cambios en la sensiblidad .

•La respuesta en el tiempo se ajustó a una exponencial de la forma:

Donde Rt=∞ es la respuesta a un tiempo infinito, t es el tiempo en días y T es la “media vida” de la respuesta en días. •Las curvas de brillo fueron evaluadas usando software de ajuste de picos basado en el modelo de Randall-Wilkins de cinética de primer orden y minimizados con el algoritmo de Levenberg-Marquardt .

t

TRRR tt

2lnexp)1(

Resultados

Experimento

Material Enfriamiento

Desvanecimiento

(fading)

Cambios en Sensibilida

d

A LiF:Mg,Ti Lento (SC) 10% -

Rápido (FC) 14% -

LiF:Mg,Cu,P Lento (SC) 10% -

Rápido (FC) 6% -

B LiF:Mg,Ti Lento (SC) - 3%

Rápido (FC) - 19%

LiF:Mg,Cu,P Lento (SC) - 3%

Rápido (FC) - 7%

La respuesta para ambos materiales y experimentos:

La reproducibilidad permaneció prácticamente sin cambio a través del tiempo, siendo similar para ambos materiales:

±3% SDA continuación se presenta la evolución en el

tiempo del área de los picos individualmente. Esto para ambos materiales y para ambos experimentos.

Discusión y conclusiones •Como se puede observar de la tabla de respuesta, el ajuste del pico de LiF:Mg,Cu,P (FC) no fue tan bueno en comparación con el resto. Esto puede deberse a que la aproximación cinética de primer orden podría no se la más apropiada.•Para LiF:Mg,Ti, el proceso de enfriado lento disminuyó los cambios en sensibilidad pero no los eliminó completamente. Esto porque se vaciaron las trampas responsables de los picos de baja temperatura, lo que contribuye a la señal integrada total, más que el LiF:Mg,Cu,P.

En GR-100, no se pudo tener mejor resolución entre el pico 4 y el 5, mientras que en el GR-200A sí hubo buena resolución entre los picos 3 y 4. Esto porque en el pico 4 hubo gran variabilidad para el caso de GR-100. Por lo que para este material se necesitarían razones de calentamiento menores para poder tener mejor resolución.

Una desventaja del GR-200A es que cuando se considera la reutilización para monitorear bajas dosis, la señal residual es alta (en este estudio es de 9%).

Respecto al desvanecimiento, se nota que para LiF:Mg,Cu,P, este está relacionado con un traslado de área del pico 3 al 4 a través del tiempo.

Es importante notar que para LiF:Mg,Cu,P (FC), el área total del pico permaneció bastante estable, así como para LiF:Mg,Ti, que en ambos experimentos (SC) y (FC), también se mantuvo constante dentro de los límites de la incertidumbre.

GR-200A tiene un rendimiento mejorado sin la necesidad de procedimientos complicados de recocido (annealing).

El GR-200A fue el menos susceptible al desvanecimiento (fading). Esto probablemente por la presencia de una menor proporción de picos de baja temperatura. (2 y 3).

GR-200A tiene una definitiva ventaja en el uso de dosimetría donde sean importantes la estabilidad a largo plazo y la obtención rápida de datos.

Otro factor importante es que LiF:Mg,Cu,P tiene un número atómico efectivo de 8.2, que es el mismo del de LiF:Mg,Ti, por lo que también se puede usar para simulación de tejido humano, lo que es sumamente ventajoso.

Por otra parte, el LiF:Mg,Cu,P puede cubrir un rango de dosis desde el orden de µGy hasta los MGy.

Por último, LiF:Mg,Cu,P combina los beneficios de LiF:Mg,Ti con un menor límite de detección, una respuesta más uniforme y una mayor sensibilidad. Estas propiedades lo hacen ideal para aplicaciones como dosimetría ambiental y dosimetría personal, así como en verificación de dosis en radiodiagnóstico. Aunque hay que tomar en cuenta la desventaja de la alta dosis residual si se quiere monitorear bajas dosis y si se quiere reutilizar.

Gracias!