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Desde el grupo de Dosimetría Interna WG7 de la organización EURADOS (European Radiation Dosimetry group, e.V.) que coordina el CIEMAT, se ha llevado a cabo una acción internacional para la medida in vivo de americio en tres maniquíes tipo cráneo con detectores de germanio por espectrometría gamma y simulación por métodos de Monte Carlo.

Dicha acción se ha planteado como dos ejercicios independientes, con participación de instituciones de Europa, América y Asia. Los resultados preliminares y conclusiones asociadas se han presentado en el Congreso conjunto de la SEPR y SEFM en Cáceres en junio de 2013.  El Grupo de Dosimetría Personal Interna (DPI) del CIEMAT ha sido uno de los participantes en el ejercicio de medidas in vivo; por otra parte el Grupo de Dosimetría Numérica del CIEMAT es participante del ejercicio de simulación Monte Carlo.

Se trata de realizar la medida in vivo de tres maniquíes tipo cráneo con detectores de germanio. El maniquí BfS fue fabricado con un cráneo humano y marcado artificialmente con ²⁴¹Am; el maniquí BPAM pertenece a USTUR (United States Transuranium and Uranium Registries) y consiste en una parte del esqueleto completo del cadáver de un donante (USTUR Case No 102), donde la mitad del cráneo es hueso realmente contaminado por la incorporación de ²⁴¹Am de un trabajador; la otra mitad es hueso humano blanco, sin contaminar. El maniquí SURO-CSR está fabricado artificialmente para este ejercicio para disponer de una geometría sencilla perfectamente caracterizada con material equivalente a hueso y a tejido, simulado una semiesfera a modo de versión simplificada de la semiesfera superior de una cabeza.

La discusión que se plantea es cuál es el maniquí más apropiado para la calibración de un sistema de detección para la medida in vivo de ²⁴¹Am en personas realmente contaminadas por este actínido de alta radiotoxicidad. Está claro que el tamaño de la cabeza es un factor de gran impacto en la eficiencia de detección, así como el posicionamiento del detector, que afectan al valor de la actividad medida y por tanto a la estimación de la dosis en hueso del sujeto contaminado por incorporación de americio. También es importante decidir cuál es la geometría de medida más adecuada en lo que se refiere al posicionamiento del detector para que la eficiencia sea máxima.

Los resultados preliminares muestran que la tendencia de la variación de la eficiencia con la posición del detector en los distintos puntos de cada maniquí es similar en todos los participantes, con ligeras diferencias asociadas probablemente al posicionamiento del detector y a las características del cristal de germanio utilizado. Respecto a la intercomparación Monte Carlo, las respuestas de los participantes muestran una buena concordancia de la simulación del espectro de medida y de la eficiencia de detección con maniquí Voxel SURO-CSR, con la medida experimental.

La aplicación de métodos de Monte Carlo y maniquíes tipo Voxel representa una herramienta muy útil para la medida in vivo de radionucleidos incorporados al organismo, ya que permite solventar en algunos casos las dificultades de los Contadores de Radiactividad Corporal (CRC) para su calibración. Los CRC no siempre disponen de maniquís físicos realistas que representen verdaderamente al sujeto que luego se va a medir para determinar su exposición interna, por ello se está investigando el uso de maniquís tipo Voxel generados a partir de la imagen TC de personas, para simular contaminación interna con radionucleidos de interés.

EURADOS va a organizar un curso sobre calibración Monte Carlo de CRC en KIT (Karlsruhe, Alemania) del 25 al 27 de Noviembre de 2013: “Training Course on Monte Carlo methods for the calibration of body counters”.

Imágenes: 

Maniquí BfS: cráneo humano, 1.6 kg, superficies óseas interior y exterior marcadas artificialmente con ²⁴¹Am, cráneo cubierto con material equivalente a tejido (Laurer G, 1993).

Maniquí BPAM: pertenece a USTUR (United States Transuranium and Uranium Registries), esqueleto del cadáver de un donante (Case Nº 102, G.S. Roessler et al. Health Physics. 49(4), 1985). La mitad del cráneo es hueso realmente contaminado  por la incorporación de ²⁴¹Am de un trabajador; la otra mitad es hueso humano blanco, sin contaminar. Cráneo cubierto por material equivalente a tejido.

Maniquí SURO-CSR: fabricado artificialmente, geometría simple (semiesfera) con material equivalente a hueso y a tejido.

Varios cráneos. De izquierda a derecha: Maniquíes BPAM, SURO-CSR, BfS.