STUDY BY ELECTRON PARAMAGNETIC RESONANCE OF DOSIMECTRIC PROPERITIES OF SUGAR IRRADIATED BY PHOTON X18MV BEAM ISSUED

BY A LINEAR ACCELERATOR CLINAC2100C

 

ETUDE PAR RESONANCE PARAMAGNETIQUE ELECTRONIQUE DES PROPRIETES DOSIMETRIQUES DU SUCRE DE TABLE IRRADIE PAR UN FAISCEAU DE PHOTONS X18MV ISSU D’UN ACCELERATEUR LINEAIRE CLINAC2100C

 

N. Ghosne1*, M. Mikou1,2, A. Fahli1, M. Moussetad1, M. Bougteb1,2, M. Aboulfatah1,2, F. Kuntz3

1UFR Sciences et Instrumentation des Rayonnements ionisants Université Hassan II-Mohammedia,

Faculté des Sciences de Ben M’sick, Casablanca, Maroc.

2 Laboratoire d’Analyse des Systèmes et de Traitement de l’Information, Equipe : Spectroscopie et Dosimétrie,

Université Hassan 1er, Faculté des Sciences et Techniques, B.P 577, Settat, Maroc.

3Centre de Ressources Technologiques AERIAL Ilkirch, Strasbourg, France  

* Corresponding author. E-mail: nghosne@yahoo.com

Received: 28 October 2011; revised version accepted: 30 November 2011

 

Abstract

   Table sugar samples were irradiated with the X 18 MV energy’s rays beam, produced by bremsstrahlung of 18 MV electrons in medical linear accelerator “Clinac2100c” installed in oncology centre of Ibn Rochd University hospital – Casablanca, Morocco. Electron Paramagnetic Resonance (EPR) analysis performed on samples after irradiation revealed a complex spectrum similar to that observed after Gamma-ray, neutrons and accelerated particles irradiations. The total concentration of the paramagnetic centres induced by irradiation was found to be proportional to the attributed dose. EPR readout parameter definition and irradiation of reference samples allowed building a calibration curve. To analyse the evolution of the dose of irradiation with distance between the irradiation source and sample position ‘DSE’, test efficiency and reproducibility of this curve, we have irradiated several samples placed at different distances ‘DSE’. EPR measurements performed on irradiated samples allowed to deduce the corresponding doses values using calibration curve. The obtained doses vary with the inverse of the square of DSE. This result confirms the law of variations of the dose with ‘DSE’. Preliminary analysis of sugar grain size effect and orientation of sugar samples in the applied magnetic field, show that no very important effect of dispersion of EPR measurements associated with these parameters is seen, particularly in the case of the grains with size more than 180 µm of diameter. The obtained results reveal that sugar table can be used as potential dosimeter in radiotherapy.

 

Keywords: Table sugar; EPR; Dosimetry; Linear Accelerator of electrons; Ionizing radiations; Radiotherapy; Grain size.

 

Résumé

   Des échantillons de Sucre de table ont été irradiés par un faisceau de photons X d’énergie 18 MV issus du freinage d’électrons de 18 MeV dans un accélérateur linéaire Clinac2100c installé au centre d’oncologie du CHU de Casablanca, Maroc. Les mesures de Résonance Paramagnétique Electronique (RPE) effectuées sur les échantillons après irradiation ont révélé un spectre complexe, il est dû à la contribution de plusieurs radicaux libres créés par l’irradiation. La concentration globale de ces radicaux libres produits, est proportionnelle à la dose délivrée. Les mesures effectuées ont permis d’obtenir une courbe d’étalonnage linéaire. Pour analyser l’effet de la distance source d’irradiation – Echantillon ‘DSE’ sur la dose absorbée, nous avons irradié plusieurs échantillons placés sur l’axe de faisceau à différentes distances ‘DSE’. Les mesures RPE effectuées sur les échantillons ont permis d’extraire de la courbe d’étalonnage établie, les doses correspondantes. Les doses obtenues varient en fonction de l’inverse du carré de ‘DSE’, ce qui vérifie la loi de variation de la dose en fonction de ce paramètre. Une analyse préliminaire de la taille des grains de sucre et de l’orientation des échantillons par rapport au champ magnétique appliqué n’a pas révélé d’important effet de dispersion des résultats des mesures RPE, en particulier dans le cas des échantillons, dont le diamètre de grain est supérieur à 180 µm. En conclusion, cette étude révèle que le sucre de table semble présenter des potentialités dosimétriques intéressantes pour son utilisation dans le domaine de la radiothérapie.                

 

Mots Clés : Sucre de table; RPE; Dosimétrie; Accélérateur linéaire d’électrons; Rayonnements ionisants; Radiothérapie; Granulométrie.

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