Dozymetria EPR/alaninowa terapeutycznych wiązek jonowych
Koordynator projektu: dr inż. Barbara Michalec
Czas realizacji: 10.2011-09.2013
Projekt realizowany jest w ramach programu POMOST, wdrażanego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej, współfinansowanego ze środków strukturalnych w ramach Działania 1.2 "Wzmocnienie potencjału kadrowego nauki" POIG 2007-2013.
Dozymetria EPR/alaninowa bazuje na często obserwowanym efekcie napromieniania ciał stałych - generacji centrów paramagnetycznych w naświetlanych substancjach. Pod wpływem napromieniania w alaninie generują się centra paramagnetyczne w postaci wolnych rodników, których stężenie jest liniowa funkcją dawki pochłoniętej. Selektywną i bardzo czułą metodą badania centrów paramagnetycznych jest elektronowy rezonans paramagnetyczny, EPR. Za wielkość dozymetryczną przyjmuje się amplitudę linii centralnej sygnału EPR napromienionej alaniny. Dla danego spektrometru i zadanych parametrów pomiarowych wielkość ta jest proporcjonalna do dawki promieniowania jonizującego pochłoniętej w dozymetrze. Do obliczenia dawki niezbędne jest korzystanie z krzywej kalibracyjnej, tj. zależności amplitudy sygnału EPR od dawki pochłoniętej zmierzonej dozymetrem o charakterze absolutnym lub dozymetrem referencyjnym.
Do zalet dozymetrów alaninowych należą m.in.:
- zbliżony skład pierwiastkowy alaniny do tkanek ludzkich;
- liniowość odpowiedzi w funkcji dawki w zakresie 2 Gy- 5 kGy;
- niedestrukcyjny odczyt;
- bardzo trwały sygnał;
- niezależność sygnału od mocy dawki i typu promieniowania;
- mała wrażliwość na warunki środowiskowe;
- możliwość formowania dozymetrów o różnych kształtach.
 |
 |
| spektrometr EPR | detektory alaninowe |
Spektrometria EPR α-L-alaniny stosowana jest jako metoda dozymetryczna do pomiarów wysokich dawek od ponad 40 lat. Coraz lepsza jakość komercyjnie oferowanych dozymetrów sprawia, że są one coraz chętniej stosowane również w radioterapii, zarówno konwencjonalnej jak i z wykorzystaniem wiązek hadronowych, w szczególności protonowych.
Celem niniejszego projektu jest opracowanie metody dozymetrii wiązek protonowych przy użyciu spektrometrii EPR alaniny. Zasadniczy cel projektu podzielony został na kilka zadań badawczych i badawczo rozwojowych:
- uruchomienie spektrometru Bruker ESP 300 w celu pomiaru próbek alaninowych;
- opracowanie metody dozymetrii alaninowej dla 60 MeV wiązki protonowej na istniejącym w IFJ PAN w Krakowie stanowisku do radioterapii protonowej nowotworów gałki ocznej;
- wdrożenie dozymetrii EPR/alaninowej jako rutynowej metody kontroli dozymetrycznej wiązki protonowej na ww. stanowisku;
- zastosowanie metody dla celów dozymetrii 230 MeV wiązki protonowej, której dostarczy nowozainstalowany w IFJ PAN cyklotron Proteus C-235.