Nucleus

Assessment of heavy metal content in peloids from some Cuban spas using X-ray fluorescence

Heavy metal (Co, Ni, Cu, Zn and Pb) content in muds from some Cuban spas (San Diego, Elguea, Santa Lucía and Cajío) have been studied using X-ray fluorescence. The measured metal contents are in the same order of magnitude as those reported for average Earths upper crust average shales and muds as well as with worldwide reported peloids. The comparison with sediment quality guidelines (SQGs) shows a different degree of pollution for peloids from each studied spa. Nevertheless, the estimated sum of metal/probable effect level value ratios (0.9 - 2.4) correspond to a low potential acute toxicity of contaminants. Therefore, the heavy metal content present in peloids from the studied Cuban spas is not an obstacle for its use with therapeutic purposes

Se estudia mediante la técnica de Fluorescencia de rayos X, el contenido de metales pesados (Co, Ni, Cu, Zn y Pb) en lodos terapéuticos provenientes de varios balnearios cubanos (San Diego, Elguea, Santa Lucía y Cajío). Los contenidos de metales pesados determinados en los lodos terapéuticos se encuentran en el mismo orden que los reportados para lodos y esquistos representativos de la corteza terrestre, así como para lodos utilizados en balnearios internacionalmente. La comparación con las Guías de Calidad de sedimentos muestran diferentes grados de polución para los lodos de cada balneario. Independientemente de ello, los valores de las razones suma de metales/nivel de efecto probable (0,9-2,4) corresponden a un bajo potencial agudo de toxicidad por contaminantes. De esta manera, el contenido de metales pesados presentes en los lodos de los balnearios estudiados no representa impedimento alguno para su uso con fines terapéuticos.

Phosphorus isotopic evaluation of a Red Ferralitic soil under various fertilization systems

Se analizaron muestras de un suelo ferralítico rojo de la Estación Experimental Juan Tomás Roig de la Universidad de Ciego de Ávila, sometido a dos rotaciones de cultivo y cuatro sistemas de fertilización fosfórica. El objetivo fue evaluar, mediante la dilución isotópica del 32P, los parámetros estáticos del fósforo (P) en un suelo que recibió fertilizante fosfórico por dos métodos de aplicación (en bandas y a voleo) durante varios años. Se utilizó un método radioquímico de laboratorio usando una disolución marcada con 32P libre de portador, basado en el intercambio isotópico entre los fosfatos de los sólidos y la solución del suelo. Las muestras de suelo se analizaron en los laboratorios del Departamento del Comisariado de Energía Atómica, Francia. Se determinaron los factores cantidad (E1) como el P isotópicamente intercambiable en un minuto, intensidad (Cp) como la concentración de P en la solución del suelo y capacidad como la relación E1/Cp. La evaluación isotópica mediante 32P indicó que el suelo necesita de aplicaciones de P altas y en bandas para alcanzar valores de E1 y Cp adecuados para la nutrición de los cultivos agrícolas. Con la fertilización en bandas se logró un efecto acumulativo del P en el suelo después de tres ciclos de rotación de cultivos, que permitió incrementar su disponibilidad para las plantas. El factor capacidad resultó muy alto en todas las muestras de suelo, lo cual indica que el suelo mantiene una reserva de P que es difícilmente intercambiable con el P de la solución del suelo

Soil samples from a red ferralitic soil from the "Juan Tomás Roig" Experimental Station, belonging to Ciego de Avila University were analyzed under two crop rotations and four phosphoric fertilization systems. The objective was to evaluate, through the 32P isotopic dilution, phosphor (P) static parameters in a soil that has received P fertilizer through two placement methods (banding and broadcasting) for several years. A radiochemical laboratory method using a 32P free-carrier solution as a tracer based on isotopic exchange between solid phase and soil solution phosphate ions was used. Soil samples were analyzed at the CEA Department laboratories, in Francia. Quantity (E1), as isotopic exchangeable P at one minute, intensity (Cp), as P concentration in soil solution, and capacity, as (E1/Cp), factors were determined. 32P isotopic evaluation indicated that the soil needs high banding P application to reach adequate E1 and Cp values for crop nutrition. A cumulative P effect in the soil through banding fertilization after three crop rotation cycles was obtained, which allows to increase plant P availability. The capacity factor was very high in all soil samples, indicating that soil maintains a P reserve that is difficult to exchange with the phosphor present in the soil solution

Monte Carlo evaluation of scattering correction methods in studies using pinhole collimator

La dispersión es un efecto significativo a corregir para la cuantificación de actividad. El objetivo del trabajo fue estimar la influencia de la dispersión en estudios de tiroides con 131I y colimador pinhole (5 mm) empleando el método de Monte Carlo (MC) y evaluar la eficacia de los métodos de corrección de múltiples ventanas en este tipo de estudios. Para simular la geometría de la cámara gamma y el estudio de tiroides se utilizó el código de Monte Carlo GAMOS. Para validar la geometría del cabezal se simuló y verificó experimentalmente un maniquí de tiroides, comparando la sensibilidad estimada con la medida, experimentalmente en agua y aire. Para evaluar la influencia de la dispersión a escala clínica se simularon diferentes tamaños de tiroides y profundidades del tejido, se estimaron y compararon los resultados de los métodos de Triple Ventana, Doble Ventana y Doble Ventana Reducida. Se calcularon las diferencias relativas al valor de referencia obtenido por MC. La geometría modelada fue verificada y validada. La contribución de la dispersión a la imagen fue significativa y se ubicóentre el 27 y 40 % a escala no clínica. Las discrepancias de los resultados de los diferentes métodos de corrección de dispersión a escala clínica fueron significativas (p>95 %) y estuvieron en el rango entre 9 y 86 %. El método de mejores resultados fue el de la Doble Ventana Reducida (15 %) que mostró discrepancias entre 9 y 16 %. Se concluyó que el método de la Doble Ventana Reducida (15 %) fue el más eficiente de los estudiados

Scattering is quite important for image activity quantification. In order to study the scattering factors and the efficacy of 3 multiple window energy scatter correction methods during 131I thyroid studies with a pinhole collimator (5 mm hole) a Monte Carlo simulation (MC) was developed. The GAMOS MC code was used to model the gamma camera and the thyroid source geometry. First, to validate the MC gamma camera pinhole-source model, sensibility in air and water of the simulated and measured thyroid phantom geometries were compared. Next, simulations to investigate scattering and the result of triple energy (TEW), Double energy (DW) and Reduced double (RDW) energy windows correction methods were performed for different thyroid sizes and depth thicknesses. The relative discrepancies to MC real event were evaluated. Results: The accuracy of the GAMOS MC model was verified and validated. The images scattering contribution was significant, between 27-40 %. The discrepancies between 3 multiple window energy correction method results were significant (between 9-86 %). The Reduce Double Window methods (15%) provide discrepancies of 9-16 %. Conclusions: For the simulated thyroid geometry with pinhole, the RDW (15 %) was the most effective

Combined parameters estimation for dosimetry treatment planning in Hyperthyroidism using 2D and 3D

La planificación, optimización y verificación de los tratamientos-paciente específico con fuentes abiertas de es objeto de investigación constante desde el punto de vista médico y de protección radiológica. El objetivo de este estudio fue verificar el uso combinado de varios equipos médico-nucleares para la estimación de los parámetros de biodistribución y farmacocinética necesarios para la planificación y verificación del tratamiento-paciente específico del hipertiroidismo. Para ello se estudiaron las respuestas de tres equipos médico-nucleares (Captor de Yodo, Cámara Gamma Philips Forte con colimador de pinhole, Cámara Mediso Nucline con colimadores de alta energía y propósitos generales para estudios planares y SPECT) empleando el maniquí de tiroides. Se comprobó la linealidad de la respuesta a la actividad en condiciones clínicas y se obtuvieron índices de correlación del ajuste superiores a 0,99 para actividades diagnósticas y terapéuticas. Se evaluó la concordancia de los parámetros calculados por los diferentes equipos y se encontró una discrepancia menor del 6 % para los índices de captación en actividades terapéuticas y del 1,1 % para las diagnósticas. Se estableció y verificó un protocolo que permite, con una sola administración de , desarrollar la cuantificación dosimétrica 2D y 3D para pacientes hipertiroideos, con un uso optimizado de los equipos imagenológicos

Optimization and verification of Specific Patient Treatment Planning with unsealed sources in hyperthyroidism diseases is a desirable goal from medical and radiation protection viewpoints. In order to verify the estimation of patients specific treatment dose and his/her related parameters, a combination of 3 different apparatus or pieces of equipment used in nuclear medicine were studied - the Iodine Probe, a Philips Forte Camera with pin-hole collimators and a Mediso Nucline with HEGP for planar and SPECT techniques- by using the typical neck phantom and sources simulating diagnosis and treatment procedure. The linear behavior on diagnostic and therapeutic activity range was verified, showing a linear correlation fitting factor > 0,99. The differences between thyroid uptake determinations in all equipment were less than 6 % for therapeutic activities and less than 1,1 % in the diagnostic range. The combined protocol to calculate all the necessary parameters for the patient treatment dose planning using 2D or 3D approach was established and verified, avoiding wasting time with gamma cameras and with only one administration of

Risk evaluation of the kilovoltage radiotherapy practice

La radioterapia de kilovoltaje es una práctica de radioterapia de reciente reimplementación en el servicio de tratamiento del Instituto Nacional de Oncología y Radiología de Cuba. Uno de los aspectos relacionados con la autorización de su empleo es la evaluación de los riesgos asociados a dicha práctica. El siguiente artículo constituye un resumen del modelo de secuencias accidentales postuladas para la práctica, cuyo riesgo se cuantifica a través de la metodología de matriz de riesgo. El código SECURE-MR fue la herramienta seleccionada para implementar tal aplicación, por cuanto lo distinguen, además de las facilidades tradicionales de análisis, algunas novedosas que permiten el establecimiento de prioridades de contribuyentes. Los resultados globales de la evaluación de riesgo para el modelo postulado, así como algunas aplicaciones de optimización particulares se incluyen en el artículo

The kilovoltage radiotherapy is a recently re-implemented practice in the National Institute of Oncology and Radiology of Cuba to treat patients. One of the problems to approve its use is the assessment of risks associated to this practice. The present paper shows a summary of the pattern of accidental sequences proposed for this practice and its risk is quantified by using the risk matrix methodology. The SECURE-MR code has been used as the tool selected to implement such a practice. In addition to customary analysis facilities, this code has some other novel characteristics allowing us to establish the contributors priorities. The global results of the risk assessment for the proposed pattern, as well as some particular optimization practices are included in this paper

Risk analysis applied to the production of generators of Molybdenum-99/Technetium-99m

El Tecnecio-99m es el radionúclido más utilizado en la actualidad en el campo de la medicina nuclear. El Centro Nacional de Seguridad Nuclear (CNSN) como órgano regulador de Cuba requiere la realización de análisis de riesgo a las instalaciones con peligro radiológico potencial asociado y preferentemente, que estos análisis sean realizados mediante el método de matriz de riesgo. Aunque existen varios métodos cualitativos o cuantitativos para realizar estos estudios, la existencia de bases de riesgo de partida y de códigos de análisis, así como la simplicidad de su empleo han privilegiado la matriz de riesgo como método semicuantitativo predominante. El artículo presenta los resultados de la aplicación de este método para la evaluación de los riesgos asociados a la producción de generadores de Molibdeno-99/Tecnecio-99m, que se realiza en el Centro de Isótopos (CENTIS). Empleando el código SECURE-MR Ver. 2.0 se realiza el análisis de riesgo detallado de la práctica. Se identificaron tres secuencias accidentales con nivel de riesgo alto y se determinó la importancia de barreras y reductores relacionados con factores humanos por suficiencia y capacitación de personal. Entre las aplicaciones derivadas del estudio se reportaron capacidades novedosas de análisis, así como posibilidades de monitoreo del riesgo. El modelo de riesgo desarrollado para el proceso de producción de generadores de Molibdeno-99/Tecnecio-99m unido a las capacidades de revisión, análisis y documentación ofrecidas por la herramienta permitieron la obtención de un documento coherente con el modelo, que constituye, además, una base de conocimientos efectiva para la evaluación de la seguridad de la instalación

Technetium-99m is the most commonly used radionuclide in the field of nuclear medicine. The National Center for Nuclear Safety (NCNS), as the regulatory body of Cuba, requires the carrying out of risk analysis for facilities with associated radiological hazard potential and, preferably, that these analyzes be performed using the risk matrix method. Although there are several qualitative or quantitative methods to perform these studies, the existence of basis risk starting and analysis codes and simplicity of use has been privileged the risk matrix as a predominant semi-quantitative method. The paper presents the results of the application of this method for the evaluation of the risks associated with the production of Molybdenum-99/Technetium-99m generators, which is carried out at the Isotope Center (Centis). Using the SECURE - MR Ver. 2.0 code a detailed risk analysis of its practice was carried out. Three accidental sequences of high-level risks were identified and the importance of barriers and reducers related to human factors associated to sufficiency and staff training was determined. Among the derived applications novel analysis capacities as well as risk monitoring possibilities are reported. The risk model developed for the production process of Molybdenum-99/Technetium-99m generators, joined with the ability to review, analyze and all the documentation provided by the tool, allow obtaining a completely and coherent document with the model, which constitutes an effective basis the safety of the facility

Heat transfer study in one eighth of the high performance supercritical water-cooled reactor fuel assembly

El reactor nuclear de agua ligera de alto desempeño es la versión europea del reactor refrigerado por agua supercrítica, propuesto como uno de los candidatos para la Generación IV de reactores nucleares. En este trabajo se evaluó la capacidad para predecir el comportamiento de la transferencia de calor hacia el agua supercrítica en los subcanales de 1/8 del conjunto combustible del HPLWR, mediante códigos de la Dinámica de Fluidos Computacional utilizando dos modelos de turbulencia: el modelo de esfuerzos de Reynolds, desarrollado por Speziale y el modelo k-ω de transporte de esfuerzos cortantes. Se realizó un estudio de sensibilidad de malla que garantizó la independencia de los resultados numéricos respecto del tamaño y distribución de los elementos de la malla. Se calcularon las distribuciones axiales de temperatura en la envoltura y en los elementos combustibles, además de las distribuciones de temperatura del agua en la zona refrigerante y en la zona moderadora. Se compararon los resultados de los dos modelos de turbulencia y se mostró que no se obtuvo ninguna diferencia apreciable en los valores de la temperatura promedio del agua supercrítica calculada con los modelos de turbulencia utilizados. Sin embargo, los resultados numéricos utilizando el modelo de turbulencia SST mostraron mayores valores de temperatura del combustible y de temperatura superficial de la envoltura de los elementos combustibles que los calculados con el modelo SSG

The high-performance light-water nuclear reactor is the European version of the supercritical water-cooled reactor, proposed as one of the candidates for Generation IV of nuclear reactors. This paper assesses the ability to predict the heat transfer behavior to supercritical water in the sub-channels of the 1/8 HPLWR fuel assembly by codes of Computational Fluid Dynamics using two models of turbulence (the Reynolds stress model developed by Speziale and the k-ω shear stress transport model). A mesh sensitivity study was performed to guarantee the independence of the numerical results regardless the size and distribution of the mesh elements. Temperature distributions were calculated in the fuel rods, in the clad, and in water both in the cooling zone and moderator zone. The results of the two turbulence models were compared. No appreciable difference was obtained in the values of the supercritical water average temperature calculated with the turbulence models used. However, the numerical results using the SST turbulence model show higher values regarding the temperature of both fuel rods and clad surface compared to those calculated with the SSG model

A Gamma Alarm system for radiation protection

En el presente trabajo se describe el desarrollo de un instrumento para el monitoreo radiológico identificado como Alarma Gamma (GAMAL01). Estos monitores detectan el incremento de la tasa de conteo de la radiación y emiten una alarma cuando esta magnitud sobrepasa un umbral determinado. El umbral para la emisión de la alarma se fija de manera que esta se produzca cuando se considere que la tasa de conteo de la radiación pueda provocar una exposición inaceptable del personal a las radiaciones, de acuerdo a lo establecido por las normas de seguridad radiológica vigentes en el país. La señal de alarma indica la necesidad de realizar la evacuación del personal del sitio afectado. El instrumento consta de dos secciones: una analógica y otra digital

This paper describes the development of an instrument for radiological monitoring, identified as Gamma Alarm (GAMAL01). The instrument monitors the increment of radiation count rate and produces an alarm signal, when the count rate becomes superior to a fixed threshold value. The threshold is fixed to assure that the signal emission will start when the value of the radiation count rate may cause a non acceptable radiological exposition of the personnel, according to the radiological safety regulations existing in the country. Following the signal the personnel must be evacuated from the affected place. The instrument consists of two sections, an analogical section and a digital one

Methodology for validation and control of irradiation process in a self-shielding gamma irradiator

Se desarrolló una metodología para la validación y el control de rutina del proceso de irradiación que se realiza en un irradiador autoblindado con fuentes de 60Co. Esta metodología fue aplicada a un irradiador modelo ISOGAMMA LLCo con el objetivo de garantizar la correcta explotación del equipo, la eficiencia de los servicios brindados y la obtención, en forma consistente, de un producto que cumpla con los atributos de calidad y las especificaciones predeterminadas

A methodology was developed for the validation and routine control of the irradiation process performed in a self-shielding gamma irradiator with 60Co sources. This methodology was applied to an irradiator model ISOGAMMA LLCo in order to ensure the proper operation of the equipment, efficiency of services provided and to consistently obtain, , a product that meets the quality attributes and default specifications