Responsable: PEDRO RAMON GONZALEZ MARTINEZ

Objetivos:

Desarrollo de detectores de radiación para la investigación científica, sector salud, medio ambiente e industria

Antecedentes:

Imágen (Curva de brillo de CaF₂:Tm con diferente concentración de dopante)

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 por el grupo de trabajo son: desarrollo y caracterización de nuevos dosímetros TL y RPE, propiedades de materiales 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,  cálculos de depósito de energía, trabajo comparativo de eficiencia experimental y predicciones teóricas, fechado de muestras arqueológicas y geológicas,  mediciones clínicas e industriales con dosímetros desarrollados en el ININ, tanto TL como de RPE,  en áreas de radiodiagnóstico, radioterapia, radiografía panorámica dental, dosimetría personal, dosimetría ambiental, dosimetría “in vivo”, etc.

Este proyecto de investigación propone dar continuidad a los estudios realizados en años recientes por el grupo de trabajo coadyuvando al avance en el conocimiento científico en el campo de estudio. En particular se plantea el desarrollo y caracterización de nuevos materiales TL y RPE equivalentes al tejido biológico blando y su uso en  dosimetría clínica in situ e in vivo, la aplicación y generación de modelos físicos para describir los efectos de la radiación ionizante en la materia, ampliar los estudios de respuesta TL ante distinto tipo de radiación y la optimización en el uso de técnicas dosimétricas en salud, ambiente e industria.

En la tercera etapa del proyecto hemos optimizado la síntesis del material TL de Li₂B₄O_7, la importancia de este nuevo material, radica en el hecho de que es considerado como el más equivalente al tejido biológico, con un número atómico efectivo, Z_eff, igual a 7.25. Los resultados obtenidos de esta etapa, mostraron que el Li₂B₄O₇ preparado en nuestro laboratorio y dopado con Dy y Si, no retiene la humedad manteniéndolo a temperatura ambiente, que es el inconveniente del dosímetro comercial conocido como TLD-800 (Li₂B₄O₇). En la siguiente etapa del proyecto, se harán preparaciones optimizando la concentración del dopante y co-dopante para la optimización de su sensibilidad a la radiación ionizante, finalmente se realizará la caracterización dosimétrica de los dosímetros en forma de pastilla. Por otro lado, a principios de 2013, se recibió la invitación de los doctores Roberto Bedogni y Adolfo Esposito, del Instituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Roma. Italia, para la elaboración de un nuevo dosímetro TL basado en fluoruro de calcio y dopado con tulio (CaF₂:Tm), para un trabajo conjunto de dosimetría en aplicaciones clínicas. El material TL elaborado en nuestro laboratorio fue entre 8 y 10 veces más sensible que el dosímetro comercial TLD-100, en la siguiente etapa se continuará con la caracterización dosimétrica de estos nuevos dosímetros. Además se continuará con la preparación, lectura y evaluación de dosímetros RPE de Na₂CO₃, Li₂CO₃ y de alanina, considerados como equivalentes al tejido biológico. Adicionalmente se continuó con estudios de dependencia con la energía de dosímetros comerciales TLD-900 (CaSO₄:Dy), ante radiación X de baja energía y con cálculos analíticos y Monte Carlo, asociados al depósito de energía en el material que permiten comparar las medidas experimentales con predicciones teóricas. También se completaron estudios de dosis recibida por familiares de pacientes tratados con ¹³¹I. Mediante dosimetría termoluminiscente, se hizo la medición de dosis de radiación ambiental a distintas altitudes.

Beneficios:

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 general en instituciones de investigación y hospitalarias.

Continuación del apoyo brindado en dosimetría a los diferentes grupos de investigadores del ININ que lo solicitan.

Avance en la comprensión de los fenómenos TL y RPE mediante los modelos físicos asociados, redundando en una óptima aplicación dosimétrica.

Aplicación de dosimetría termoluminiscente y EPR en usos clínicos, ambientales e industriales de la radiación.

Logros Obtenidos:

Artículos publicados

Ricardo Rodríguez Mijangos, G. Vázquez-Polo, R. Pérez-Salas, P. González-Martínez. Thermoluminescence response and its deconvolution on crystalline higher order mixtures of alkali halides exposed to gamma-rays for dosimetric use. J. Chem. Chem. Eng. 6 (December 25 2012) 1093-1098. ISSN: 1934-7375. (reporte extemporáneo).

E. Azorín, P.R. González, J. Azorín. Collagen I confers gamma Radiation resistance.  Applied Radiation and Isotopes , 71 (December, 2012) 71-74 (reporte extemporáneo).

M.I. Gaso, N. Segovia, P.R. González & M.C. López. Gamma dose due to natural and manmade radiation sources from a nuclear facility in Mexico. Journal of Radiatioanalytical and Nuclear Chemistry, 296(3), (June, 2013) 1213-1218. DOI:10.1007/s10967-012-2386-6. ISSN(Online): 0236-5731.

P. R. González, J. Azorín, C. Furetta, E. Cruz-Zaragoza, B.C. Alcántara. Effect of thermal treatment on TL response of CaSO4:Dy obtained using a new preparation method, Applied Radiation and Isotopes , 75 (May, 2013) 58-63. DOI: 10.1016/j.apradiso.2013.02.005). ISSN: 0969-8043.

Juan Bonifacio-Martínez, Fernando Ureña-Núñez and José Luis Iturbe-García. Characteristics of the Ti1.27Fe + 11 wt.% Ni composite obtained by arc melting and ball milling.  Journal of Chemistry, Volume 2013, 1-5.

P. R. González, C. Furetta, J. Marcazzó, E. Cruz-Zaragoza, L. Perez Cruz. Determination of kinetics parameters of the main glow peaks for KMgF3:Lu and LiF:Mg Phosphors after long-term high temperature storage. Applied Radiation and Isotopes, 79 (September, 2013) 67-72. Online http://dx.doi.org/10.1016/j.apradiso.2013.04.033

P.R. González, C. Gutiérrez-Tapia, H. Flores-Llamas.  Kinetics of the TL phenomenon in LiF:Mg irradiated to different dose of gamma radiation of ⁶⁰Co using two different programs of deconvolution. Applied Radiation and Isotopes, (Aceptado).

Gonzalo Martínez-Barrera, Liliana Avila-Cordoba, Carlos Barrera-Diaz, Fernando Ureña-Nuñez and Alejandro Loza-Yanez. Effects of recycled-PET in cement-based composites. International Journal of Polymer Science V. 2013, 1-6, (2013).

E. Ordóñez-Regil, A. Contreras-Ramírez, S.M. Fernández-Valverde, P.R. González Martínez, H. Carrasco-Abrego. Crystal growth and termoluminiscence response of NaZr₂(PO₄)₃ at high gamma radiation doses. Journal Nuclear Materials. 443 (August, 2013) 417-423. Online http://dx.doi.org/10.1016/j.jnucmat.2013.07.051

C. Rosales Landeros, C. Barrera-Díaz, B. Bilyeu V. Varela Guerrero, Fernando Ureña-Nuñez. A review on Cr (VI) adsorption using inorganic materials. American Journal of Analytical Chemistry. 4, Nº 7ª, 8-16 (2013).

Gonzalo Martínez-Barrera, Enrique Vigueras-Santiago, Susana Hernández-López, Osman Gencel and Fernando Ureña-Nuñez. Polypropylene fibers as reinforcements of polyester-based composites. International Journal of Polymer Science V. 2013, 6 pgs, (2013).

G. Villa-Sánchez, D. Mendoza-Anaya, G. Mondragón-Galicia, R. Pérez-Hernández, P. R. González-Martínez, O.F. Olea Mejía. Thermoluminescence response induced by UV radiation in Eu-doped zirconia nanopowders. Rad. Phys. Chem. (Aceptado).

Formación de recursos humanos:

Tesis de licenciatura

 Enrique Ulises Guzmán Sánchez. “Medición de Dosis de Radiación Natural a Distintas Altitudes mediante Termoluminiscencia”. Tesis de Licenciatura en Física, Facultad de Ciencias, UNAM. Fecha de examen 26 de febrero de 2013.

Estancias de investigación

 Erika Alejandra Gómez Chayres, de la Facultad de Química de la UNAM, realiza su estancia de investigación con el tema “Síntesis y pruebas dosimétricas de CaF₂ dopado con Ce”.

Prácticas profesionales

Georgina García Pacheco, de la Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco

Vinculación:

• 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, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa
• 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 INCAN
• M. en C. Alejandro Rodríguez Laguna, INCAN
• Dr. Enrique Estrada Lobato, INCAN
• Dr. Carlos Barrera Díaz, Facultad de Química, UAEMEX
• Dr. Gonzalo Martínez Barrera, Facultad de Química, UAEMEX