vol. 5 1/2016 Inżynier i Fizyk Medyczny
30
radioterapia
\
radiotherapy
artykuł naukowy
\
scientific paper
W procesie tym powstaje również pewna ilość Ir-194 z aktywa-
cji (n-γ) izotopu Ir-193, jednak z tytułu czasu połowicznego roz-
padu wynoszącego 17 godzin, nie bierze on znaczącego udziału
w dawce promieniowania dostarczanej podczas leczenia. Zwykle
czas dostarczenia źródła do odbiorcy trwa nie krócej niż 8 dni od
produkcji, co pozwala na osiągnięcie przez Ir-194 dziesięciu cza-
sów połowicznego rozpadu. Charakterystyczny przekrój czynny
Ir-191 na reakcje/wychwyt neutronów (910 barnów) pozwala na
uzyskanie wysokiej określonej aktywności, co oznacza możliwość
otrzymania w sposób liniowy aktywności w granicach 1,0 MBq
mm
-1
do 10,0 MBq mm
-1
(30 µCi mm
-1
- 300 µCi mm
-1
).
Źródło Ir-192 ulega rozpadowi promieniotwórczemu przez emi-
sję promieniowania beta- i gamma- do formy stabilnej platyny 192:
77
191
78
192
1
0
Ir Pt e
+ +
−
γ
.
Promieniowanie beta jest głównie reprezentowane przez
energie 530 keV i 670 keV, podczas gdy emitowane promienio-
wanie gamma ma średnią energię 370 keV.
Najczęściej stosowaną formą źródła Ir-192 w systemie „
after-
load
” jest hermetycznie zamknięta kapsułka.
Dozymetria źródeł radioaktywnych
Jednym z najważniejszych w rozwoju dozymetrii źródeł radioak-
tywnych było wprowadzenie przez Eve (1906 r.) parametru/
wielkości
k
, który określał relację liczby pary jonów (J) produko-
wanych w określonej objętości powietrza przez jednostkę cza-
su do masy (M) radowego źródła punktowego, umieszczonego
w odległości
d
od punktu pomiarowego, w bardzo dużej objęto-
ści powietrza. Nie uwzględniając rozproszenia w powietrzu, Eve
sformułował zależność:
2
d
J kMe d
µ
=
,
gdzie ekspotencjalny element zależności wyraża oddziaływanie
promieniowania w powietrzu. Parametr
k
został nazwany liczbą
Eve’a. Parametr ten wiązał ekspozycję w roentgenach z aktywno-
ścią wmCi i był wyrażany w jednostce RmCi
-1
h
-1
na 1 cm. Wstępnie
było towprowadzone na potrzeby zdefiniowaniamocy ekspozycji
dla źródła radowego, ale idąc za rekomendacjami ICRU ICRU (1951
r.), jednostka curie mogła być używana do określenia aktywności
dla każdego radionuklidu. Stało się to możliwe, gdy parametr
k
został zdefiniowany dla innych izotopów stosowanych w bra-
chyterapii. ICRU (1957 r.) zmienił nazwę współczynnika na „cha-
rakterystyczna emisja promieniowania gamma”, a ICRU (1962 r.)
na „charakterystyczna stała promieniowania gamma Γ”. Jest ona
wartością stałą dla każdego radionuklidu.
Stała mocy ekspozycji i stała mocy
kermy powietrznej
Stała mocy ekspozycji Γ
δ
definiuje moc ekspozycji od źródła
punktowego pochodzącą od promieniowania fotonowego
o energii większej niż ustalona wartość energii odcięcia δ:
Γ
δ
= (d
2
/A)(dX/dt)
δ
,
gdzie (dX/dt)
δ
jest mocą ekspozycji, pochodzącą od energii
większej niż δ (wyrażona w kV) w odległości
d
od źródła punk-
towego o aktywności
A
. Zalecana jednostka przez ICRU (ICRU
1971) dla stałej mocy ekspozycji była R m
2
h
-1
Ci
-1
lub jakakol-
wiek dogodna wielokrotność tejże. Wartość Γ
δ
jest uzyskiwana
przez uwzględnienie liczby fotonów przechodzących przez po-
wierzchnię 1 cm
2
, fluencję energii, prawdopodobieństwa ich
oddziaływania w powietrzu, średniej energii utraconej w każdej
interakcji. Od rozpadu radionuklidu wydajność spektrum energii
fotonów wraz ze spektrum dla promieniowania rozproszonego,
stała mocy dla źródła punktowego jest wyrażona:
Γ
δ
= Γ + Γ
X
,
gdzie Γ jest stałą charakterystyczną promieniowania gamma dla
samego radionuklidu i Γ
X
jest stałą charakterystyczną promie-
niowania gamma, która uwzględnia wszystkie fotony o energii
większej niż δ i pochodzeniu niejądrowym.
Wprowadzenie jednostek SI w dozymetrii promieniowania
spowodowało, że raport ICRU (1980 r.) zalecał jednostkę stałej
mocy kermy powietrznej w zamian za stałą mocy ekspozycji.
Wynikało to z faktu, że stała moc ekspozycji jest używana do
obliczania dawki zaabsorbowanej, co jest bardziej właściwe do
zastąpienia kermy powietrznej dla ekspozycji. Stała mocy kermy
powietrznej jest stąd definiowana:
(Γ
δ
)*= (d
2
/A)(dK
air
/dt)
δ
,
gdzie: (dK
air
/dt)
δ
– moc kermy powietrznej powstałej od foto-
nów o energii większej niż δ wyrażonej w keV, w odległości
d
od
źródła punktowego o aktywności
A
. Rekomendowaną przez
ICRU (1980 r.) jednostką jest m
2
Jkg
-1
, która może być wyrażona
w m
2
GyBq
-1
s
-1
w obliczaniu zaabsorbowanej dawki lub aktywno-
ści. Bardziej przydatną jednostką stałej mocy kermy powietrznej
jest mGyh
-1
mBq
-1
na 1cm.
Moc ekspozycji w powietrzu jest konwencjonalnie wyrażana
zależnością:
dX/dt = AΓ
δ
/d
2
,
gdzie:
A
jest aktywnością w mCi i Γ
δ
jest stałą mocy ekspozycji.
Podobnie moc kermy w powietrzu jest dana zależnością:
dK/dt = A(Γ
δ
)*/d
2
Zależności te są podstawą dozymetrii w brachyterapii.
Pomiary
Pomiary aktywności dla źródła radioaktywnego Ir-192 zostały
wykonane przy użyciu zestawów elektrometrów z komorą stu-
dzienkową (HDR 1000 Plus) i z komorą naparstkową typu Farmer
(elektrometr Farmer z komorą typu Farmer, elektrometr IBA
Dose1 z komorą typu Farmer, elektrometr PTWUnidos z komorą
NPL-2611 „
secondary standard
”) (Fot. 1). Zostały one wykonane
