En nuestra producción la máxima energía del haz de protones es de 9.6 MeV, con una intensidad de 35 µA, nuestro ciclotrón produce principalmente 18F, el cual es producido en una celda de plata en el blanco, conocido como cuerpo de plata, como se muestra en la figura 1: 1.- Celda del Blanco 2.- Foil de ventana 3.- Foil de vacío Figura 1 La celda del blanco contiene el agua enriquecida al 98% con 18O, en su paso a través del blanco, el haz de protones se encuentra el foil de vacío (un disco de 26 mm de diámetro y 25 µm de espesor), la cámara de refrigeración (una celda cilíndrica de 2 cm de longitud y 15 mm de diámetro llenado con He a una presión de 20 psi y temperatura ambiente) y un segundo foil (foil de ventana)de 28 mm de diámetro y 50 µm de espesor, hasta finalmente alcanzar el blanco (cuerpo de plata). Los foils son hechos de Havar y una aleación de metales con alta concentración de cobalto, en la siguiente tabla se muestra la composición de la aleación de los foils: Elemento Fracción atómica % 0.3 Be 1.0 C 22.2 Cr 1.7 Mn 18.1 Fe 41.6 Co 12.8 Ni 1.4 Mo 0.9 W Tabla 1: Composición elemental de la aleación Havar. En un trabajo de investigación llevado acabo en el Centro de Imágenes Moleculares de la universidad de Málaga, en el año 2014 que lleva por nombre: Predicting induced activity in the havar foils of the production targets of a PET cyclotron and derived radiological risk, publicado en Health Physics Society. Ellos realizaron mediciones usando un espectrómetro gamma y las predicciones usando el código ACAB y MCNPX, para determinar la contribución a la actividad de los foils por cada uno de los radioisótopos generados en él. Radionucleido 58Co 59Fe 54Mn 57Co 60Co 56Co 52Mn Tabla 2: Radioisótopos generados en el foil. T1/2 (d) 70.86 44.495 312.12 271.74 1925.28 77.233 5.591 Las actividades medidas (Bq g-1) en el foil de vacío el cual fue irradiado por 125 h, con un haz de protones de 16.5 MeV energía durante un periodo de 2 meses obteniendo estos resultados: Radionúclido Medido ACAB MCNPX 56Co (1.26±0.06) x109 (1.11±0.09) x109 (2.2±0.3) x108 57Co (1.97±0.20) x108 (7.90±0.50) x108 (2.1±0.3) x106 9 9 58Co (2.33±0.11) x10 (2.34±0.13) x10 (3.7±0.5) x109 60Co (1.45±0.06) x104 (2.08±0.09) x105 (1.7±0.2) x104 7 7 54Mn (3.34±0.17) x10 (1.75±0.17) x10 (1.4±0.2) x106 Tabla 3: Actividades medidas y simuladas para cada isotopo inducido en el foil. También fue estimada la tasa de dosis equivalente en la sala del ciclotrón en dos puntos en específico, locación T (10 cm del blanco) y locación S (10 cm del blindaje que comúnmente se coloca entre el personal de mantenimiento y el blanco), como se muestra en la siguiente figura, justo en el momento del remplazo del blanco Figura 2: puntos S y T para la estimación de la tasa de dosis equivalente. En la siguiente tabla se presentan las tasas de dosis equivalente como resultado de la simulación en los puntos S y T Radionucleido T µSv/h % 60Co 0.38±0.05 0.0043 56Co 1896±160 27.73 57Co 587±60 6.73 58Co 3486±420 39.95 52Mn 2151±130 24.65 54Mn 603±30 6.91 59Fe 0.76±0.03 0.0087 Total 8725±800 Tabla 4: Tasa de dosis equivalente en los puntos T y S. S µSv/h (2.8±0.3) x10-3 20.1±1.9 (2.6±0.3) x10-2 6.0±0.7 11.6±1.0 0.29±0.02 (4.2±0.2) x10-3 38±4 % 0.0074 52.89 0.068 15.79 30.53 0.76 0.011 Ellos encontraron que, durante el remplazo de los foils, la actividad es debido a 58Co y 56Co, pero en 2 años ya han alcanzado 10 vidas medias, en términos más largos de tiempo (alrededor de 1 año) la actividad de los foils es debido al 57Co, por lo tanto, el nivel de actividad de este radionúclido determina la gestión de residuos de los foils, en 3.3 años decae por debajo del límite de exención (1.0 MBq). La contribución a la actividad de los foils del 60Co es siempre por debajo de su límite de exención (0.1 MBq). Por otro lado, en CICLOLAB DOMINICANA, SAS. Contamos con un ciclotrón MINItrace donde la máxima energía del haz de protones es de 9.6 MeV, menor a la del PETtrace que es de 16.5 MeV, teniendo en cuenta que nuestra tasa de producción y nuestra que energía es mucho menor que la estudiada en el trabajo antes mencionado, se realizaron mediciones de la tasa de dosis a 10 cm del blanco, tratando de replicar las condiciones de medida del punto T y obtuvimos una tasa de dosis de 1600 µSv/h con 20 µAh de uso del blanco, lo que significo el 18.33% de la tasa de dosis que ellos estimaron. Por lo tanto, podemos concluir que, según nuestras estimaciones la actividad de 57Co es de 92 MBq, dando un aporte a la tasa de dosis de 108 µSv/h a en el punto T, al trascurrir un año casi toda la actividad del foil es debido a este isotopo, presentando una tasa de dosis de 42.3 µSv/h a 10 cm del foil, como es bien sabido la transición mas probable para el nucleido 57Co es a través de la captura de electrones a un estado excitado de 57Fe, en este nivel el nucleido se desexcita emitiendo fotones gammas con energías de 122 keV (85.51%) y 14 keV (9.15%) en cascada, o mediante la emisión de un fotón de 136 keV, para llegar finalmente al estado fundamental del 57Fe, estos fotones provenientes del estado excitado de 57Fe pueden ser blindados fácilmente con poco espesor de plomo, 1 mm de Pb logra reducir en un 95% la tasa de exposición debido al 57Co. En CICLOLAB DOMINICANA, SAS. Se construyo un pozo de decaimiento, tomando todas las previsiones de seguridad requeridas, con 75 cm de profundidad, rodeado por concreto de alta densidad, con un borde superior de12 cm de Pb que significan 10 EHR para la energía promedio del 60Co, la tapa del pozo tiene 12.5 cm de espesor de Pb, se estima que en una máxima carga de trabajo la tasa de exposición en la superficie exterior del pozo no supere el nivel del fondo, el esquema del pozo es mostrado en la figura 3. Figura 3: Pozo de decaimiento El objetivo de este informe es que se nos permita mantener en nuestro resguardo los foils por un tiempo razonable, tratando de reducir los costos, tanto en el protocolo para su entrega en Sierra Prieta, como los costos relacionados con las exposiciones de nuestros trabajadores que estarían involucrados en la maniobra. El tiempo razonable del que estamos hablando seria de alrededor de 2 años, para la primera entrega y luego las realizaremos anualmente, para así poder asegurar que el ultimo foil depositado lleve decayendo un año, esto significaría una reducción de aproximadamente 95% de los costos, tanto en seguridad radiológica como monetario, ya que como anteriormente se mencionó, el isotopo radiactivo preponderante para este momento es el 57Co y sus consideraciones para blindaje son, por mucho, más fáciles de gestionar En CICLOLAB DOMINICANA, SAS. Nos preocupamos mucho por la seguridad de nuestros trabajadores, y que todas las acciones que se realicen en nuestras instalaciones siempre cumplan con los principios de la protección radiológica, es por ello que solicitamos: se tome en consideración la evaluación que hemos realizado y se nos permita usar nuestro pozo de decaimiento como un depósito temporal de los foils, para después manejarlos y llevarlos a Sierra Prieta para su depósito permanente.
