Responsable: PEDRO RAMON GONZALEZ MARTINEZ

Objetivos:

• Desarrollo y caracterización de dosímetros TL y RPE equivalentes al tejido biológico blando, para su uso en las diferentes aplicaciones médicas e industriales de la radiación ionizante.
• Estudio de las propiedades de diversos dosímetros, tanto comerciales como desarrollados en el ININ ante distintos tipos de radiación

Antecedentes:

El Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares tiene como parte de su misión las aplicaciones pacíficas de la energía nuclear. Entre estas aplicaciones se encuentra el uso de las radiaciones ionizantes en diversas áreas tales como investigación, salud, ambiente e industria. En el desarrollo de estas aplicaciones es necesario contar con una medición precisa de la dosis.

Este proyecto es continuación de investigaciones anteriores que se han enfocado en aspectos básicos y aplicaciones de dosimetría termoluminiscente (TL) y resonancia paramagnética electrónica (RPE) en medicina, ambiente e industria.

Las líneas de investigación estudiadas son: desarrollo y caracterización de nuevos dosímetros TL y RPE, sus propiedades ante distintos tipos de radiación; UV, gamma, X, beta y partículas cargadas pesadas (PCP), aspectos básicos del fenómeno de termoluminiscencia, determinación de parámetros cinéticos en el caso de respuesta ante radiación gamma, comportamiento de la eficiencia en función de la transferencia lineal de energía (LET), fechamiento TL de muestras arqueológicas y geológicas, mediciones clínicas e industriales con dosímetros desarrollados en el ININ, tanto TL como de alanina (RPE), en áreas de radiodiagnóstico, radioterapia, radiografía panorámica dental, dosimetría personal, dosimetría ambiental, dosimetría “in vivo”, etc.

Logros Obtenidos:

• Se obtuvo un nuevo material TL de LiF:Mg con 400 ppm del dopante (Mg), que presenta un pico simétrico con un máximo en 240 °C, óptimo para fines dosimétricos ya que la pérdida de información después de la irradiación es nula. Este material TL presentó una respuesta lineal en función de la dosis de radiación gamma entre 0.008 y 50 Gy, mientras que el dosímetro comercial TLD-100, tomado como referencia, apenas llega a 10 Gy. Con este material es posible medir la dosis de radiación en las diferentes aplicaciones clínicas.

• Se obtuvo un nuevo material TL de LiF:Mg,Ti, cuya concentración de activadores fue de 400 y 60 ppm de Mg y Ti, respectivamente. Este material fue 1.2 veces más sensible que el TLD-100, siendo su respuesta a la radiación lineal en el intervalo de dosis entre 0.0025 y 50 Gy, cinco veces más amplio que el del TLD-100. Esta propiedad es muy importante ya que con los dosímetros de este tipo, es posible medir las dosis de radiación ambiental así como emplearlo en las diferentes aplicaciones clínicas de la radiación.
• En cuanto a las preparaciones de perovskita LiMgF₃:TR, se ha optimizado la concentración de los activadores. En LiMgF₃:Eu la concentración óptima del dopante fue de 0.4 mol%. En LiMgF₃:Ce, LiMgF₃:Tl y LiMgF₃:Lu, se hicieron preparaciones con una concentración del dopante de 0.5 mol%. En el primer caso la sensibilidad fue 4 veces mayor a la del TLD-100, mientras que en los tres últimos casos la sensibilidad fue similar a la del dosímetro de referencia. Se continúa con las pruebas experimentales variando las concentraciones de los dopantes para alcanzar su sensibilidad máxima.

• Con respecto a las aplicaciones clínicas y ambientales, los valores obtenidos de dosis recibidas por el POE del Departamento de Medicina Nuclear en el Instituto Nacional de Cancerología (INCAN), están entre el fondo de radiación natural (aproximadamente 2 mSv) y un valor máximo de 9 mSv. Los resultados permiten verificar que el Departamento cumple cabalmente con la normativa nacional vigente.

Publicaciones

Artículos en revistas

1. P. R. González, C. Furetta, E. Cruz-Zaragoza. New modified expressions for isothermal decay of Teflon embedded LiF:Mg,Cu,P and BaSO₄:Eu phosphors. Applied Radiations and Isotopes, 69, 511-515, febrero 2011.
2. O. Ávila, C. L. Torres-Ulloa, L.A. Medina, F.E. Trujillo-Zamudio, I. Gamboa de Buen, A.E. Buenfil, M.E. Brandan^, Ambient Dose Equivalent measured at the Instituto Nacional de Cancerología Department of Nuclear Medicine. Eleventh Mexican Symposium on Medical Physics. AIP Conference Proceedings 1310 pp. 35-38, January 2011; ISBN 978-0-7354-0864-7.
3. Gonzalo Martínez Barrera, Fernando Ureña-Nuñez, Osman Gencel, Witold Broston. Mechanical properties of polypropylene-fiber reinforced concrete alter gamma irradiation. Composites part A. 42, 567-572 (2011).
4. Heajoo Chung, Pedro González, Angel Ramirez, Peter Schaaf, Insung Lee. Rethinking about chronology of Chichen Itza by thermoluminiscence dating of volcanic glass. Journal of Mediterranean Archaeology and Archaeometry, 10(4), 115-120, 2010. (July 2011).
5. E. Cruz-Zaragoza , P. R. González, J. Azorín , C. Furetta. Heating rate effect on thermoluminescence glow curves of LiF:Mg,Cu,P+PTFE phosphor. Journal Applied Radiation and Isotopes, 69 (2011) 1369-1373.
6. G. Massillon-J-L, O.Ávila, M.E. Brandan, Supralinear response of LiF :Mg,Ti (TLD-100) after exposure to 100 keV average energy X-rays, Radiation Measurements, 46 (2011), pp 1357-1360.
7. O. Ávila , C. L. Torres-Ulloa, L.A. Medina, F.E. Trujillo-Zamudio, I. Gamboa-de Buen, A.E. Buenfil, M.E. Brandan. TL measurement of ambient dose at a Nuclear Medicine Department, Radiation Measurements, 46 (2011), pp. 1843-1846.
8. A.R. Vilchis-Nestor, F. Ureña-Núñez, V. Sánchez-Mendieta, R. Pérez-Hernández. Catalytic activity of the poly [(methacrylato) aluminum(III)] obtained at different gamma-radiation doses, Radiation Physics and Chemistry 80, p.p. 1151-1157, octubre 10, 2011.

Trabajos presentados en congresos 

1. Demetrio Mendoza Anaya, Emmanuel Palma Palma, Claudia E. Gutiérrez Wing, María Eufemia Fernández García, Raúl Pérez Hernández, Pedro Ramón González Martínez. ZrO₂ Nanopowders doped with Eu: SEM, XRD, and Spectroscopy. Nanostructured Materials and Nanotechnology Symposium at the XX International Materials Research Congress. Cancún Quintana Roo, México, 14-19 August 2011.
2. Azorín, E.; González-Martínez, P.R., Azorín, J. Effects of g-irradiation on the properties of tumor pituitary rat cells (GH3). XII International Symposium, XXII National Congress on Solid State Dosimetry, ISSSD-2011. September 5-9, México D.F.
3. Mendoza Anaya, D.; Mondragón Galicia. G.; Villa Sánchez, G.; González Martínez, P.R.; Palma Palma, E., García Santibáñez, F. Propiedades dosimétricas de ZrO₂ y ZrO₂:Eu y su aplicación en campos de radiación UV de onda corta. XII International Symposium, XXII National Congress on Solid State Dosimetry, ISSSD-2011. September 5-9, México D. F.
4. González, P.R.; Azorín, J.; Marcazzó, J.; Cruz-Zaragoza, E., Alcántara, B.C. New preparation method of CaSO₄:Dy and their thermoluminescent response. XII International Symposium, XXII National Congress on Solid State Dosimetry, ISSSD-2011. September 5-9, México D. F.
5. González, P.R.; Pérez-Cruz, L., Cruz-Zaragoza, E. Síntesis y caracterización dosimétrica de fluoroperovskita LiMgF₃ dopada con iones de tierras raras. XII International Symposium, XXII National Congress on Solid State Dosimetry, ISSSD-2011. September 5-9, México D. F.
6. Mendoza Anaya, D.; Villa Sánchez, G.; González Martínez, P.R., Palma Palma, E. Síntesis y aplicación dosimétrica del ZrO2 en la detección de radiación UV solar. XII International Symposium, XXII National Congress on Solid State Dosimetry, ISSSD-2011. September 5-9, México D. F.
7. Somera, L.; Ávila, O.; Guzmán Sanchez, E.U., González, P.R. Estudio de reusabilidad de dosímetros TLD-100 previamente irradiados con Partículas Cargadas Pesadas. XII International Symposium, XXII National Congress on Solid State Dosimetry, ISSSD-2011. September 5-9, México D. F.
8. Valdez, J.V.; González, P.R.; Terreros, E.; Ramírez, A.; Mendoza, D., Tenorio, D. Datación de muestras cerámicas de la zona zoque: Rancho Santo Domingo, por el método de termoluminiscencia (TL). XII International Symposium, XXII National Congress on Solid State Dosimetry, ISSSD-2011. September 5-9, México D. F.
9. Lozano, I.B.; Gonzalez-Martinez, P.R., Rivera-Montalvo, T. Dosimetric characteristics and kinetic parameters of LiF:Mg. XII International Symposium, XXII National Congress on Solid State Dosimetry, ISSSD-2011. September 5-9, México D.F.
10. O. Ávila, U. Guzmán, P. González, E. Belmont, R. Alfaro, A. Sandoval. Dosis ambiental a distintas altitudes mediante dosimetría termoluminiscente. LIV Congreso nacional de Física, Mérida, Yucatán, del 10 al 14 de octubre de 2011. Cartel.
11. P. R. González, I.B. Lozano, T. Rivera, J. Azorín. Luminiscencia Térmicamente Estimulada y Factores Cinéticos en LiF Dopado con Iones de Mg₂+. LIV Congreso Nacional de la Sociedad Mexicana de Física, Mérida, Yucatán, 10-14 de octubre.
12. Y.T. Ramírez-Garzón, O. Ávila, L.A. Medina, M.E. Brandan, A.E. Buenfil, I. Gamboa de Buen, A Rodríguez-Laguna, E. Estrada. Medición a la Exposición a la Radiación en Familiares de Pacientes tratados con ¹³¹I por Patología Tiroidea. LIV Congreso nacional de Física, Mérida, Yucatán, del 10 al 14 de octubre de 2011. Sesión Oral.
13. E. López, M.E. Brandan, O. Ávila, T. Murrieta, Protocolo de dosimetría termoluminiscente para mamografía. LIV Congreso nacional de Física, Mérida, Yucatán, del 10 al 14 de octubre de 2011. Cartel.
14. G. Vázquez-Polo, R.R. Mijangos, P. González Martínez, R. Pérez-Salas. Thermoluminiscence responce and its deconvolution on crystalline higher order mixtures of alkali halides exposed to gamma-rays for dosimetric use. XVI Reunión Universitaria de Investigación en materiales, RUIM 2011, Universidad de Sonora, 23-25 noviembre de 2011.
15. N.A. Sánchez Uribe, O. Ávila, A. Rodríguez-Laguna, L.A. Medina, A.E. Buenfil, E. Estrada, M.E Brandan. Medición de Dosis Recibida por el Personal Ocupacionalmente Expuesto del Departamento de Medicina Nuclear del INCan. XXI Congreso Técnico Científico, ININ-SUTIN “Usos Pacíficos de la Energía Nuclear”, 6 al 8 de diciembre de 2011, ININ, Edo. de México, México. Trabajo CTC11-8, Sesión oral.
16. L. Somera, O. Ávila, E.U. Guzmán Sánchez, P.R. González. Estudio de reusabilidad de dosímetros TLD-100 previamente irradiados con Partículas Cargadas Pesadas. XXI Congreso Técnico Científico, ININ-SUTIN “Usos Pacíficos de la Energía Nuclear”, 6 al 8 de diciembre de 2011, ININ, Edo. de México, México. Trabajo CTC11-9, Cartel.
17. E.U. Guzmán Sánchez, O. Ávila, P. González, E. Belmont, R. Alfaro, A. Sandoval. Dosis ambiental a distintas altitudes mediante dosimetría termoluminiscente. XXI Congreso Técnico Científico, ININ-SUTIN “Usos Pacíficos de la Energía Nuclear”, 6 al 8 de diciembre de 2011, ININ, Edo. de México, México. Trabajo CTC11-23, Cartel.
18. Y.T. Ramírez-Garzón, O. Ávila, L.A. Medina, M.E. Brandan, A.E. Buenfil, I. Gamboa de Buen, A Rodríguez-Laguna, E. Estrada. Medición a la Exposición a la Radiación en Familiares de Pacientes tratados con ¹³¹I por Patología Tiroidea. XXI Congreso Técnico Científico, ININ-SUTIN “Usos Pacíficos de la Energía Nuclear”, 6 al 8 de diciembre de 2011, ININ, Edo. de México, México. Trabajo CTC11-10, Cartel.

Conferencias impartidas

1. Pedro Ramón González Martínez. Datación de cerámica prehispánica por el método Emisión de luz térmicamente estimulada. 46° Congreso Mexicano de Química, 30° Congreso Nacional de Educación Química, Querétaro, Qro, 10-14 de septiembre de 2011.
2. Olga Leticia Ávila Aguirre. Materiales termoluminiscentes y sus aplicaciones, Facultad de Ciencias, UAEM, en el marco del “Día del Físico” y el “XXV Aniversario de la Facultad de Ciencias”. 9 de diciembre de 2011.

Formación de recursos humanos

1. Jessica Verónica Valdés Vázquez. Datación de cerámica prehispánica por el método de termoluminiscencia. Tesis de licenciatura en Química, Facultad de Química de la Universidad Autónoma del Estado de México (FQUAEMEX), 27 de mayo de 2011. Asesor: Pedro R. González Martínez.
2. Nohemí Araceli Sánchez Uribe. Medición de Dosis Recibida por el Personal Ocupacionalmente Expuesto del Departamento de Medicina Nuclear del INCan. Tesis de licenciatura en Física. Facultad de Ciencias-UNAM, 25 de agosto de 2011. Asesora: Olga L. Ávila Aguirre.

Aplicaciones:

• Ampliar y optimizar el uso de la dosimetría de la radiación ionizante, actividad fundamental asociada a los usos pacíficos de la energía nuclear, en particular en centros de investigación, medicina y medio ambiente.
• Mejorar las técnicas de preparación de nuevos dosímetros TL y RPE para su posible uso en instituciones de investigación y hospitalarias.
• Continuación del apoyo brindado en dosimetría a los diferentes grupos de investigadores del ININ y otras instituciones que lo solicitan.
• Avance en la comprensión de los fenómenos TL mediante los modelos físicos asociados redundando en una óptima aplicación dosimétrica.
• Aplicación de dosimetría termoluminiscente (TL) y resonancia paramagnética electrónica (RPE) en usos clínicos, ambientales e industriales de la radiación.

Vinculación:

Investigadores e instituciones con las que se tuvo vinculación para el desarrollo del Proyecto:

Dr. Epifanio Cruz Zaragoza, ICN-UNAM.

Dr. Peter Schaaf, Instituto de Geofísica, UNAM.

M. en C. Trinidad Martínez Castillo, Facultad de Química, UNAM.

Dr. Juan Azorín Nieto, UAM-Iztapalapa.

Dr. Claudio Furetta, UAM-Iztapalapa

Dr. Georges Kitis, Aristotle University of Thessaloniki

Dr. Teodoro Rivera Montalvo, Instituto Politécnico Nacional.

Dra. María Ester Brandan Siques, Instituto de Física, UNAM.

Dra. Isabel Gamboa de Buen, Instituto de Ciencias Nucleares, UNAM.

Dr. Luis Alberto Medina Velásquez, Instituto de Física, UNAM e Instituto Nacional de Cancerología.

M. en C. Alejandro Rodríguez Laguna, Instituto Nacional de Cancerología.

Dr. Enrique Estrada Lobato, Instituto Nacional de Cancerología.

Dr. Carlos Barrera Díaz, Facultad de Química, UAEM.

Dr. Gonzalo Martínez Barrera, Facultad de Química, UAEM.