Tesis

La presente tesis se desarrolló en el marco de la aplicación de aceleradores de partículas a la implementación de la terapia para el tratamiento de tumores por captura neutrónica en boro [reacción 1°8(n,« y)7Li] conocida como 8NCT (Boron Neutron Capture Therapy). Esta terapia estuvo históricamente vinculada a los reactores nucleares en su función de generadores de neutrones. En los últimos años, sin embargo tuvo un fuerte impulso la idea de que si la 8NCT se convirtiese en una técnica aceptada sería necesario contar con fuentes neutrónicas basadas en aceleradores de partículas. Esto se debe, entre otras razones, a su menor costo, mayor facilidad de operación ya la larga tradición de presencia de aceleradores en hospitales. Existen varias reacciones nucleares aplicables a la producción de neutrones para 8NCT. En este trabajo se ensayaron dos de ellas: 7Li(p,n)78e y 13C(d,n) 14N. La primera se ensayó en el acelerador electrostático tipo tandem TANDAR de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). Si bien es e acelerador no está diseñado de acuerdo a los requerimientos para 8NCT, permite encarar estudios de factibilidad en este contexto. La segunda reacción se ensayó en el acelerador electrostático tandem del Laboratory for Accelerator 8eam Applications (LA8A) dependiente del Massachusetts Institute of Technology (MIT) que está diseñado para estudios de 8NCT con aceleradores. En ambos casos se realizaron determinaciones dosimétricas en modelos que simulaban cabezas humanas (fantomas) aplicando diversas técnicas de medición. En el caso de la reacción 7Li(p,n)78e, además se estudió la producción de neutrones mediante la detección de la radiación electromagnética asociada a la captura de neutrones en 1°8. En todos los casos los resultados fueron simulados mediante el código Monte Carlo de transporte de neutrones y fotones conocido como MCNP (Monte Carlo Neutron & Photon). Este programa es una herramienta de mucha utilidad en el diseño y optimización de un blanco de producción de neutrones. En esta tesis se realizó, además, un estudio de distintos diseños de blancos de producción sobre la base de simulaciones con MCNP.
El desarrollo de esta terapia requiere además de técnicas para detectar boro en muestras biológicas al nivel de algunas pocas partes por millón (ppm), a fin de estudiar las propiedades de localización y concentración selectiva de los distintos compuestos de boro propuestos. Por tal motivo otro de los temas investigados en esta tesis fue la aplicación de la técnica PIGE (siglas de Particle Induced Gamma Emission) para detectar trazas de boro en muestras biológicas.