Introduccion a la radioterapia

Introducción a la física de la radioterapia
4- Fuentes de radioterapia externa
En radioterapia externa se han utilizado a lo largo de los años distintas fuentes de
radiación. Equipos de RX, unidades de Cs-137, unidades de Co-60, ciclotrones y
aceleradores lineales. Nos ocuparemos de los que se usan habitualmente en la
actualidad.
4.1- Rayos X de terapia
Los equipos de rayos X de terapiafueron los primeros aparatos utilizados en
radioterapia.
Se muestra en la figura el esquema fundamental de un aparato de rayos X de terapia.
A partir de una tensión baja, y por medio de un transformador, se genera una alta
tensión que se aplica a un tubo de cristal donde existe vacío. Uno de los electrodos en el
tubo es en realidad un filamento que puede calentarse independientemente (cátodo),de
forma que genera electrones. Estos electrones son acelerados por el alto voltaje y se
hacen chocar contra un blanco de alto número atómico (normalmente wolframio) que se
encuentra en el otro electrodo (ánodo). La energía cinética de los electrones que se
frenan es cedida a fotones de rayos X (radiación de frenado). Aparece además radiación
característica del wolframio. Ésta es debida a loselectrones de capas profundas que son
arrancados. Los huecos que dejan son llenados por electrones de otras capas, de forma
que se emite un fotón de exactamente la energía entre los dos niveles electrónicos
implicados.
Luego el espectro de los fotones es continuo, salvo la radiación característica, yendo
desde muy baja energía hasta la energía máxima, que se corresponde con el potencial deaceleración. Así, si aplicamos un potencial de 100 kV, se producirán fotones desde 0



































































~
220 V
selector
de mA
selector
de kV
transformador
bajo voltaje
transformador
alto voltaje
tubo de RX
haz de RX
Introducción a la física de la radioterapia 2/10
Pedro Sánchez Galiano. Unidad de radiofísica. Hospital Centralde Asturias 4
hasta 100 keV. Para aumentar la ‘dureza’ de la radiación, es decir su capacidad de
penetración, es necesario retirar los fotones de baja energía. Esto se consigue filtrando
el haz con láminas de algún metal.
En el dibujo se muestra un esquema de un tubo de rayos X. Se aprecia que el ánodo es
de gran tamaño para que pueda evacuar el abundante calor que se genera (el 99% de laenergía de los electrones acelerados). Es necesario utilizar un circuito de refrigeración
(usualmente de aceite).
Debido a su baja energía (hasta 400 kV) los rayos X así producidos tienen escaso poder
de penetración. Por lo tanto para irradiar un volumen profundo es necesario utilizar
muchos haces para evitar sobredosificar la piel. Otra consecuencia de la baja energía es
la imposibilidad deutilizar cámaras monitoras, con lo que la salida es inestable,
llegando al 15 – 20 % de fluctuación.
Con la invención de las unidades de Co-60 y posteriormente de los aceleradores lineales
de electrones su uso se vio muy reducido. Hoy día su utilización, de hacerse, queda
restringida a lesiones superficiales, pero estos tratamientos pueden realizarse en mejores
condiciones con haces deelectrones.
4.2- Unidad de Co60
Con la construcción de reactores nucleares de alto flujo de neutrones fue posible la
fabricación de fuentes de isótopos artificiales de alta actividad y tamaño reducido. Se
utilizó durante algún tiempo el Cs-137 (cesio) pero el mejor resultado lo tuvieron las
unidades de Co-60.
El Co-60 se obtiene por bombardeo con neutrones a partir del Co-59. Su esquema dedecaimiento es el siguiente
Co-60 -> decaimiento β -> Ni-60 excitado -> decaimiento γ -> Ni-60 estable
Un átomo de Co-60 tiene una probabilidad conocida de sufrir un decaimiento β
consistente en la transformación de uno de los neutrones de su núcleo en un protón,
emitiendo en el proceso un electrón que es absorbido en la propia fuente, que lo lleva a
ser un átomo de Ni-60 excitado. La energía de...