CARATTERIZZAZIONE DOSIMETRICA DI FILM RADIOCROMICI MD-55-2 Università Cattolica del Sacro Cuore Scuola di specializzazione in Fisica Sanitaria 2003-2004 Claudia Dell’Omo

Struttura e dimensioni delle lastre GafChromic MD-55-2 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%) base poliestere – 67 µm strato sensibile – 15 µm strato adesivo – 44.5 µm base poliestere – 25 µm In tabella è evidenziato in particolare la dimensione delle basi di poliestere (due strati di 67 mm ed uno centrale di 25 mm di spessore), la dimensione degli strati sensibili (due strati di 15 mm di spessore) e la dimensione degli strati di adesivo (due strati di 44.5 mm 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.

Lastre GafChromic MD-55-2 Prima dell’irraggiamento Dopo l’irraggiamento trasparente e incolore colorazione blu dose assorbita Assenza di trattamento chimico Protezione dello strato sensibile Direttamente in fantoccio ad acqua

Dipendenza della risposta delle GafChromic dall’energia (keV) 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 dal rateo di dose 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 dalla lunghezza d’onda della sorgente luminosa 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.

Microdensitometro 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: Banco ottico telecamera lente finestra di acquisizione sorgente = 60 LED (l = 665 nm)

Uniformità della risposta della lastra GafChromic MD-55-2 Tecnica del doppio irraggiamento 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).

Dt = (48-96) ore Dt = (48-108) ore Tecnica del doppio irraggiamento 1° irraggiamento con D = (10-40)Gy Dt = (48-96) ore 2° irraggiamento con D da determinare Dt = (48-108) ore

Dipendenza della risposta delle GafChromic dalla temperatura Tdensitometro= 14,5 °C (costante) lastra riscaldata per 5 min Dt= 40 min. OD a 14,5°C 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 dal tempo trascorso dall’istante dell’ irraggiamento 15% Si preferisce la contemporaneità della taratura dei film in termini di dose in acqua e delle misure dosimetriche 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.

Stabilizzazione della densità ottica di film radiocromici MD-55-2 RCS CG Irraggiamento campioni Irraggiamento campioni Entro 30 min. dall’irraggiamento i 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) I campioni vengono mantenuti alla normale temperatura di laboratorio (18-24 °C)

Densità ottica in funzione del tempo di post-irraggiamento RCS 9% 4 % CG

Confronto tra RCS e RC 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.

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

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

Caratteristiche generali dei film radiocromici MD 55-2: COCLUSIONI Caratteristiche generali dei film radiocromici MD 55-2: rivelatori quasi acqua equivalenti (composti da C , H, N e O; Zeff ~ 6); non occorre uno sviluppo chimico; possono essere immersi in acqua; elevata risoluzione dosimetrico-spaziale (250 mm); bassa dipendenza della risposta dall’energia e dalla qualità del fascio; indipendenza della risposta dal rateo di dose (per dosi fino a 40 Gy); indipendenza dall’umidità relativa (30-70%); dipendenza dalla temperatura (fino all’1% per °C a 14°C); riproducibilità entro ±1% (con la tecnica del doppio irraggiamento che riduce considerevolmente la disomogeneità dello strato sensibile); curva di taratura OD vs. Dose “quasi” lineare;

Zona d’interesse dosimetrico Mascherina porta lastrine   Mascherina porta lastrine Lastrina irraggiata uniformemente 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