Caracterización de la Reacción de la captura neutrónica por gadolinio (2023)
La reacción nuclear de captura neutrónica por el isótopo 157-Gadolinio (GdNC, por sus siglas en inglés) ha recibido un creciente interés en los últimos años debido a sus aplicaciones a nivel industrial en el desarrollo de detectores de neutrones y a nivel de medicina como terapia para el tratamiento de tumores. Su uso en aplicaciones médicas se da como alternativa a los tratamientos convencionales de radioterapia y quimioterapia, dada la propiedad de minimización de daños por irradiación a tejidos sanos que presenta esta terapia. Dicha propiedad es consecuencia de la alta transferencia de energía lineal (LET, por sus siglas en inglés) que tienen algunas las partículas del estado final de la reacción nuclear asociada, lo cual delimita el rango de alcance de éstas al diámetro celular. El estado final de GdNC consiste de complejos procesos tanto a nivel nuclear (emisión de gammas y electrones de conversión interna) como a nivel atómico (emisión de rayos X y electrones Auger) que deben ser estudiados tanto a nivel experimental como a nivel de simulación con el fin de avanzar en la comprensión de la reacción. Aunque existen algunos trabajos publicados sobre la reacción GdNC, no existe consenso entre estos respecto a la energía cinética y al número promedio de partículas producidas por evento (yield). Más aún, en estos trabajos se deja de lado el análisis de otras cantidades de tipo cinemático y dosimétrico que pueden ayudar a mejorar el entendimiento que se tiene respecto a las características de la reacción nuclear. El presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal caracterizar las partículas del estado final de la reacción de captura neutrónica por el isótopo 157- Gadolinio a partir de la determinación de cantidades físicas como distribución de energía cinética, distribución de momento, distribución angular, energía depositada y la transferencia de energía lineal (LET). Para tal fin, se llevará a cabo una simulación basada en el método de Montecarlo usando Geant4, donde se irradia un blanco enriquecido de 157- Gadolinio y rodeado por un medio acuoso, a partir de un haz de neutrones con un rango de energía epitérmico y térmico.