Deposición de Energía de Radiación Ionizante sobre Sistemas de Interés Biológico. Estudio de la Estructura de Traza de Hadrones y Aplicaciones en Dosimetría para Hadronterapia

Abstract

El objetivo de esta tesis es el estudio de parámetros físicos de interés en la dosimetría de referencia para la hadronterapia. Siguiendo protocolos internacionales como el TRS-398 IAEA, la dosimetría de referencia proporciona una metodología para determinar la dosis absorbida en agua utilizando cámaras de ionización. Para convertir la lectura del dosímetro de aire a agua, factores de conversión son requeridos como la razón del poder de frenado en agua-aire y los valores W en el aire. Estos son los que más contribuyen a las incertezas en la determinación de la dosis física. Los datos experimentales de valores-W son escasos y su cálculo teórico es muy complejo para iones rápidos, por lo cual, los protocolos internacionales recomiendan valores constantes independientemente de la calidad del haz (carga y energía). Para obtener este valor con la mayor precisión posible, se necesita un estudio detallado de los procesos físicos y métodos de cálculo. En los Capítulos 2 y 3 se estudian las secciones eficaces de los procesos físicos relevantes en la deposición de dosis: ionización y excitación electrónica para impacto de electrones e iones. En el Capítulo 4 se describen los códigos Monte Carlo MDM y MDM- Ion, utilizados y optimizados para calcular los parámetros físicos. En el Capítulo 5 , se presentan los resultados teóricos de poderes de frenado y valores -W para iones y electrones en agua y otros medios, en buen acuerdo con datos experimentales y recomendados. Los valores-W resultan independientes de la calidad del haz en el rango de altas energías. A energías intermedias y bajas esto deja de ser válido, por lo cual, nuevas investigaciones y valores experimentales son requeridos.