Evaluación de la reacción 9Be(d,n)10B como fuente de neutrones para AB-BNCT

M.E. CAPOULAT; D.M. MINSKY; A.J. KREINER

Buenos Aires

Congreso; XXVII Jornadas Multidisciplinarias de Oncología del Instituto Angel H. Roffo; 2011

Instituto Angel H. Roffo

Evaluación de la reacción 9Be(d,n)10B como fuente de neutrones para AB-BNCT Capoulat, M.E.1,2,3, Minsky, D.M.1,2,3, Kreiner, A.J.1,2,3 1 Gerencia Investigación y Aplicaciones – CNEA, Partido de Gral. San Martín, Argentina. 2 Escuela de Ciencia y Tecnología – UNSAM, Partido de Gral. San Martín, Argentina. 3 CONICET, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. Introducción y antecedentes: En el marco de la Terapia por Captura Neutrónica en Boro (BNCT) se ha propiciado durante los últimos años y a nivel mundial, el desarrollo de fuentes de neutrones basadas en aceleradores de partículas (AB-BNCT). Esta modalidad ofrece la ventaja de poder producir, dentro del entorno hospitalario, haces neutrónicos de mejor calidad terapéutica que los producidos en reactores nucleares. La reacción nuclear óptima para AB-BNCT es 7Li(p,n). Aunque el espectro neutrónico primario no es el óptimo, una alternativa es la reacción 9Be(d,n), cuyas ventajas son: (1) requerir de aceleradores de menor capacidad en voltaje (~1.2-1.5 contra ~2.3 MeV); y (2) la posibilidad de construir más fácilmente blancos de producción mucho más estables. Objetivo: Estudiar la factibilidad de producción de haces de neutrones térmicos (para el tratamiento de tumores superficiales) y epitérmicos (para tumores profundos) mediante la reacción 9Be(d,n)10B, con la calidad terapéutica apropiada para BNCT. Material y Método: Se modelaron numéricamente haces neutrónicos generados por deuterones de energías entre 1.2–1.5 MeV y blancos de distitntos espesores. A fin de termalizar/epitermalizar el haz primario se propuso como dispositivo conformador del flujo neutrónico (BSA) un volumen moderador delimitado por paredes de Pb, a su vez recubiertas de polietileno litiado. Se consideraron como posibles moderadores varios materiales (D2O, AlF3, Al, CaF2 y combinaciones). Para cada modelo de haz primario se optimizó el BSA mediante simulaciones por Monte-Carlo con el código MCNP. Se computaron los perfiles de dosis en tejidos sanos y tumorales considerando un fantoma de Snyder como modelo de cabeza humana. Se evaluó la dosis máxima en tumor y tejido sano, y la profundidad de penetración en el caso de tumores profundos (en cerebro). Resultados: Se encontró posible efectuar tratamientos de tumores en cerebro mediante neutrones generados por deuterones de 1.2 MeV sobre un blanco grueso de Be y un moderador compuesto de capas de Al y AlF3. Con esta configuración es posible producir, en una sesión de 50-60 min, dosis máximas en tumor de ~45-50 RBGy sin superar dosis de 11.0 y 16.0 RBEGy para cerebro sano y piel respectivamente. Para tumores en piel se encontró posible efectuar tratamientos en una sesión de ~30 min con un haz de deuterones de 1.2 a 1.5 MeV, utilizando D2O como moderador. Conclusiones: Los resultados obtenidos son alentadores y muestran que es posible en principio generar haces de neutrones de calidad terapéutica mediante la reacción 9Be(d,n). Sin embargo, consideramos necesaria la validación experimental de los flujos neutrónicos primarios a fin de dar más exactitud a nuestros resultados, así como también la evaluación de parámetros de mayor relevancia desde el punto de vista clínico. En el contexto de nuestro proyecto para el desarrollo de un acelerador dedicado a AB-BNCT, la viabilidad de una fuente de neutrones basada en 9Be(d,n), permitiría utilizar un prototipo inicial de menor capacidad en voltaje (~1.2 MeV) en tanto se concluya el dispositivo final (~2.3 MeV).