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En protonterapia, la verificación de rango in vivo usando un escáner PET se basa en la comparación entre la actividad medida y la actividad estimada de emisores de positrones inducidos por el haz de protones en los principales elementos del cuerpo humano: carbono, oxígeno, nitrógeno, calcio y fósforo. La exactitud con la que se conoce dicha estimación depende de la exactitud de la simulación Monte Carlo correspondiente, que a su vez depende de la exactitud con la que se conocen las secciones eficaces de interés [1]. Una revisión de los datos experimentales disponibles en EXFOR [2,3] muestra que para determinadas reacciones no existen datos en todo el rango de energías del haz de protones (hasta 250 MeV) y que, además, existen diferencias significativas entre las distintas medidas. Esto es particularmente serio para el caso de emisores β+ de vida media corta (<20 s), para los que básicamente no existen datos por encima de 55 MeV.
En este trabajo se ha desarrollado un método para medir las tasas de producción de emisores de positrones de vida media larga, 11C y 13N, en carbono, nitrógeno y oxígeno. El método consiste en la irradiación de paquetes de láminas delgadas ricas en C, N y O, de tal forma que el haz de protones se degrada a su paso por ellas. La medida de la actividad producida en cada lámina se mide entonces en un escáner PET operado en modo dinámico para obtener las curvas de actividad correspondientes. El método se ha aplicado de forma satisfactoria en el CNA para protones por debajo de 18 MeV, para los que se han medido las reacciones 16O(p, )13N y 14N(p, )11C. Se presentarán dichos resultados además de los planes para realizar medidas a mayores energías en haces clínicos.
Este método no es aplicable a los emisores de vida media corta, ya que el decaimiento se produciría por completo antes de poder colocar las láminas irradiadas en el escáner PET. Por tanto se está diseñando, en colaboración con KVI-CART, otro dispositivo experimental basado en la irradiación con una haz pulsado y las medidas de la actividad correspondiente mediante detectores centelleadores entre pulso y pulso. La clave en este caso son las correcciones por la posición de la aniquilación de los positrones, ya que los valores Q son de hasta 16 MeV. Se presentarán las simulaciones Monte Carlo correspondientes a dicho montaje experimental y se discutirán los experimento de validación de la técnica que se pretende llevar a cabo en el CNA mediante el estudio de las reacciones 31P(p,p2n)29P y 40Ca(p,2pn)38mK por debajo de 18 MeV.
