Estudio sobre el efecto del tamaño corporal en la evaluación de dosis de neutrones basada en la actividad de 24Na

Área de la Ciencia:

• Física Médica; Dosimetría de Radiación; Ingeniería Nuclear

Sus antecedentes:

• La evaluación de dosis de neutrones en accidentes por radiación utiliza la actividad de sodio-24 (²⁴Na) de la reacción de captura de neutrones del sodio-23 (²³Na). La influencia del tamaño corporal humano en la moderación de neutrones, la autoabsorción de gamma y la distribución de órganos no se comprende bien, lo que lleva a informes contradictorios.

Objetivo del estudio:

• Evaluar sistemáticamente cómo el tamaño corporal afecta la dosis absorbida de neutrones y el rendimiento de ²⁴Na. Cuantificar el impacto del tamaño corporal en los coeficientes de conversión entre la actividad de ²⁴Na y la dosis absorbida de neutrones.

Principales métodos:

• Se utilizaron simulaciones MCNP para irradiar cuatro fantomas humanos de vóxel de diferentes tamaños corporales (que representan a individuos de 5, 10, 15 y 38 años). Se simuló la irradiación con fuentes de neutrones de Californio-252 (²⁵²Cf) y 28 monoenergéticas en un amplio rango de energía (10⁻⁹ a 20 MeV) bajo seis geometrías diferentes. Se calcularon la dosis absorbida de neutrones, la actividad inducida de ²⁴Na por unidad de masa y los coeficientes de conversión.

Principales resultados:

• El tamaño corporal influye significativamente en la dosis de neutrones; los coeficientes de conversión para neutrones de ²⁵²Cf fueron al menos un 48,3% más altos en adultos que en niños de 5 años. Para neutrones monoenergéticos bajo irradiación isotrópica, los coeficientes disminuyeron con el aumento del tamaño corporal para energías <0,1 MeV. Por el contrario, para energías >0,1 MeV, los coeficientes aumentaron con el tamaño corporal; los adultos mostraron coeficientes un 114,2% más altos que los niños de 5 años para neutrones de 20 MeV, mientras que un 26,5% más bajos para neutrones de 10⁻⁹ MeV.

Conclusiones:

• El tamaño corporal humano es un factor crítico en la evaluación de dosis de neutrones y el rendimiento de ²⁴Na durante accidentes por radiación. Los coeficientes de conversión establecidos entre la actividad de ²⁴Na y la dosis absorbida de neutrones dependen en gran medida tanto del tamaño corporal individual como del espectro de energía de los neutrones incidentes. Estos hallazgos resaltan la necesidad de incorporar las variaciones del tamaño corporal en los modelos de dosimetría de neutrones para una evaluación precisa de accidentes.