Estructura Aceleradora y Producción de Haces de Fotones y Electrones en Radioterapia

Estructura Aceleradora

La estructura aceleradora es una guía de ondas en la cual se transfiere energía de los campos de microondas a los electrones. Mediante esta transferencia de energía, los electrones alcanzan velocidades cercanas a la de la luz, por ejemplo, 0.94c (donde c es la velocidad de la luz en el vacío).

Una guía de ondas es un tubo metálico que conduce una onda en su interior mediante reflexiones en las paredes. La estructura aceleradora tiene practicado un alto vacío para que los electrones no choquen con otras partículas y se desvíen de la trayectoria adecuada. Estos electrones, además, se repelen entre sí puesto que tienen cargas negativas, por lo que es necesario el uso de campos magnéticos para que los electrones mantengan la trayectoria deseada.

Para aumentar la capacidad de conducción de las microondas, estas guías se llenan de un gas llamado freón (SF6). Una vez que los electrones emergen de la estructura aceleradora, disponemos de un fino haz de electrones que no es monoenergético. Para lograr que sean monoenergéticos, se vuelve a utilizar un campo magnético. Una vez que los electrones salen de la estructura aceleradora, entran en el cabezal de la unidad, donde se producen haces extensos de rayos X o electrones.

Producción de Haces de Fotones de Rayos X y de Electrones

Los rayos X se producen cuando el haz de electrones choca con un material blanco, produciendo así radiación de frenado. Esta radiación de frenado se produce preferentemente en la misma dirección que los electrones. No obstante, también hay fotones que se emiten en otras direcciones. En este caso, no hay problema de radiación de fuga debido al blindaje que posee el cabezal.

El espectro de fotones (número de fotones que hay con cada energía) depende del número atómico del material blanco que utilicemos y de su espesor. El haz de fotones que emerge del blanco no es homogéneo, es decir, la distribución de fotones es mayor en el centro que en los laterales, por lo que es necesario un dispositivo llamado cono aplanador que lo homogeneice.

Existen dos modos diferentes de producir un haz extenso de electrones a partir del haz extraño que emerge de la estructura aceleradora:

• Dispersándolo.
• Barriéndolo mediante un campo magnético alterno en toda el área de interés.