FPGA embedded multichannel analyzer

An multichannel analyzer has been designed, and its performance has been evaluated. The multichannel analyzer is embedded into a Field programmable gate array. The design incudes the virtual instrument in order to hand and to visualize the pulse height spectrum. Two commercially available multichannel analyzers using a NaI(Tl) and HPGe detectors were used to obtain the pulse height spectra of 137Cs, 60Co and 152Eu sources and were compared with the pulse height spectra obtained with the embedded multichannel analyzer, being alike the spectra obtained with the commercial multichannel analyzer. Our design is smaller, low cost and it has options to add other features

El análisis por activación con neutrones: Una herramienta poderosa contra la contaminación

El análisis de activación de neutrones, NAA, es una herramienta analítica donde se pueden determinar los elementos en un simple. En NAA, un simple se irradia con neutrones que producen radioisótopos de los elementos presentes en la muestra. La NAA es una técnica no destructiva que requiere una pequeña cantidad de la muestra cuyo estado físico puede ser gaseoso, sólido o líquido, y su origen puede ser inorgánico u orgánico (Viererbi et al., 2015, Zaichick y Zaichick, 2013). Es una técnica muy sensible capaz de medir elementos mayores, menores y vestigios que permiten medir varios elementos a la vez. Cuando los neutrones llegan a la muestra, son capturados por los núcleos en (n, γ) reacciones y la energía del rayos-γ es característica del radioisótopo inducido y la intensidad del rayo es proporcional a la cantidad de átomos en la muestra. En este proceso hay dos tipos de NAA: en los rayos-γ |se emiten en un tiempo corto, ~ 10-14 segundos, después de que se captura el neutrón y se miden los rayos-γ prompt, la técnica es un análisis de activación prompt de neutrones gamma, PGNAA, y en este procedimiento, los rayos-γ se miden al mismo tiempo que la muestra se irradia con neutrones. Por otro lado, si los radioisótopos inducidos decaen de acuerdo con su vida media, los rayos-γ se miden después de ser irradiados, la técnica se denomina análisis de activación de neutrones gamma diferidos, DGNAA, la mayoría de los estudios analíticos que utilizan activación de neutrones son DGNAA que generalmente llamado NAA

Radiaciones ionizantes y su impacto Primer Simposio Internacional sobre Medioambiente (ISE 2017)

Son ya varias las décadas en las que en América Latina se ha trabajado arduamente sobre las radiaciones ionizantes; tanto en las ionizantes directas, tales como las partículas beta positivas y negativas, las partículas alfa, los protones, los mesones cargados, los muones y los iones pesados, así como también en las ionizantes indirectas (las producidas por partículas sin cargas), como las generadas por fotones con energías superiores a los 10 keV y los neutrones. Por otro lado, las radiaciones no ionizantes también han sido objeto de detallados estudios, y muy especialmente las provenientes del Sol, como el factor natural más influyente sobre la Tierra. En esta obra se presentan algunos de los avances en los que han participado reconocidos científicos latinoamericanos, como el Dr. Héctor Vega Carrillo, Dr. Daniel Palacios, Dra. Patrizia Pereyra, Dra. Sheila Serrano, y el Dr. Manuel Ernesto Delgado, entre otros. Esta obra puede ser de interés para profesionales del área de la protección radiológica, la ingeniería ambiental, física de la atmósfera y áreas afines, así como para estudiantes

Role of age and comorbidities in mortality of patients with infective endocarditis

[Purpose]: The aim of this study was to analyse the characteristics of patients with IE in three groups of age and to assess the ability of age and the Charlson Comorbidity Index (CCI) to predict mortality. [Methods]: Prospective cohort study of all patients with IE included in the GAMES Spanish database between 2008 and 2015.Patients were stratified into three age groups:<65 years,65 to 80 years,and ≥ 80 years.The area under the receiver-operating characteristic (AUROC) curve was calculated to quantify the diagnostic accuracy of the CCI to predict mortality risk. [Results]: A total of 3120 patients with IE (1327 < 65 years;1291 65-80 years;502 ≥ 80 years) were enrolled.Fever and heart failure were the most common presentations of IE, with no differences among age groups.Patients ≥80 years who underwent surgery were significantly lower compared with other age groups (14.3%,65 years; 20.5%,65-79 years; 31.3%,≥80 years). In-hospital mortality was lower in the <65-year group (20.3%,<65 years;30.1%,65-79 years;34.7%,≥80 years;p < 0.001) as well as 1-year mortality (3.2%, <65 years; 5.5%, 65-80 years;7.6%,≥80 years; p = 0.003).Independent predictors of mortality were age ≥ 80 years (hazard ratio [HR]:2.78;95% confidence interval [CI]:2.32–3.34), CCI ≥ 3 (HR:1.62; 95% CI:1.39–1.88),and non-performed surgery (HR:1.64;95% CI:11.16–1.58).When the three age groups were compared,the AUROC curve for CCI was significantly larger for patients aged <65 years(p < 0.001) for both in-hospital and 1-year mortality. [Conclusion]: There were no differences in the clinical presentation of IE between the groups. Age ≥ 80 years, high comorbidity (measured by CCI),and non-performance of surgery were independent predictors of mortality in patients with IE.CCI could help to identify those patients with IE and surgical indication who present a lower risk of in-hospital and 1-year mortality after surgery, especially in the <65-year group

Treatment with tocilizumab or corticosteroids for COVID-19 patients with hyperinflammatory state: a multicentre cohort study (SAM-COVID-19)

Objectives: The objective of this study was to estimate the association between tocilizumab or corticosteroids and the risk of intubation or death in patients with coronavirus disease 19 (COVID-19) with a hyperinflammatory state according to clinical and laboratory parameters. Methods: A cohort study was performed in 60 Spanish hospitals including 778 patients with COVID-19 and clinical and laboratory data indicative of a hyperinflammatory state. Treatment was mainly with tocilizumab, an intermediate-high dose of corticosteroids (IHDC), a pulse dose of corticosteroids (PDC), combination therapy, or no treatment. Primary outcome was intubation or death; follow-up was 21 days. Propensity score-adjusted estimations using Cox regression (logistic regression if needed) were calculated. Propensity scores were used as confounders, matching variables and for the inverse probability of treatment weights (IPTWs). Results: In all, 88, 117, 78 and 151 patients treated with tocilizumab, IHDC, PDC, and combination therapy, respectively, were compared with 344 untreated patients. The primary endpoint occurred in 10 (11.4%), 27 (23.1%), 12 (15.4%), 40 (25.6%) and 69 (21.1%), respectively. The IPTW-based hazard ratios (odds ratio for combination therapy) for the primary endpoint were 0.32 (95%CI 0.22-0.47; p < 0.001) for tocilizumab, 0.82 (0.71-1.30; p 0.82) for IHDC, 0.61 (0.43-0.86; p 0.006) for PDC, and 1.17 (0.86-1.58; p 0.30) for combination therapy. Other applications of the propensity score provided similar results, but were not significant for PDC. Tocilizumab was also associated with lower hazard of death alone in IPTW analysis (0.07; 0.02-0.17; p < 0.001). Conclusions: Tocilizumab might be useful in COVID-19 patients with a hyperinflammatory state and should be prioritized for randomized trials in this situatio

Amplificador Espectroscópico para diodo Pin

El fotodiodo sigue siendo la elección básica para la foto detección y es ampliamente utilizado en comunicaciones ópticas, diagnóstico médico y en campo de la radiación corpuscular. En la detección de radiación, se ha usado para monitorear radón y sus descendientes y en generar sistemas espectrométricos de bajo costo. Se presenta el desarrollo de un amplificador espectroscópico para el diodo PIN que cuenta con las siguientes características: cancelador Polo – Cero (P/Z) con una constante de tiempo de 8 μs; ganancia constante de 57, adecuada para el sistema de adquisición; integrador de 4to orden tipo gaussiano, para el cambio de forma de onda, de entrada exponencial a salida semigaussiana y por último una etapa de restaurador de línea de base que evita la contribución de señal de DC a la etapa siguiente. El amplificador operacional utilizado es el TLE2074 de tecnología BiFET de la compañía Texas Instruments con 10 MHz de ancho de banda, con 25 V/μs de slew rate y un piso de ruido de 17 nV/(Hz)1/2. El circuito integrado cuenta con 4 amplificadores operacionales y en él se encuentra el total del amplificador espectroscópico que es la meta del diseño electrónico. Los resultados muestran como la señal de entrada exponencial es transformada a semigaussiana, modificándose solo la amplitud acorde a lo especificado en el diseño. El total del sistema está formado por el detector, que es el diodo PIN, un preamplificador sensible a la carga, el amplificador espectroscópico que es lo que se presenta y por último un analizador de altura de pulso (MCA) que es donde se muestra el espectro

Analysis of BOP-F polymer by Neutron Activation

Neutron activtion analysis has been utilize to determinate the presence of undesirable elements in byocompatible osseos polymer fibers (BOP-F). This material is used as osseos tissue substitute in bone damage. The analysis was carried out using thermal neutrons. A short and long irradiation schemes were applied during analysis. Na and Br were found in the samples whose ratio is close to ratio found in human corporal fluidsSe utilizó la técnica de Análisis por Activación con Neutrones para determinar la concentración de elementos nocivos en fibras de polímero biocompatible con tejido óseo (BOP-F). Este material se emplea como sustituto cuando se produce daño a nivel del hueso. El análisis se realizó utilizando neutrones térmicos. Durante el análisis las muestras se irradiaron bajo dos esquemas de tiempo, corto y largo. Se encontró que las fibras de BOP contienen Na y Br cuya razón es similar a la que existe en los fluidos del cuerpo humano

Monte Carlo study to measure the neutron flux using the prompt gamma-rays in hydrogen

A Monte Carlo study was realized to use a gamma-ray spectrometer with a 3” ;£ 3” NaI(Tl) detector, with a moderator sphere, to measure the neutron fluence rate. Materials with a large amount of hydrogen are able to slowdown and thermalize neutrons; once thermalized there is a probability of neutron capture in moderator nuclei. When the neutron is captured by hydrogen a 2.22 MeV prompt gamma-ray is emitted. The photons pulse-height spectrum shows a photopeak around 2.22 MeV whose net area is proportional to total neutron fluence rate. The characteristics of this system were determined by a Monte Carlo study using the MCNP 4C code; a model of the NaI(Tl) was utilized, the study includes water and polyethylene as moderators with 3, 5, and 10 inches-diameter spheres that were bombarded with neutrons emitted by a polyenergetic 239PuBe. With the best sphere the study was extended to determine the response to monoenergetic neutron sources. Calculations were carried out to obtain realistic gamma-rays pulse height spectra, where the 2.22 MeV is observed. In polyethylene spheres the 4.43 MeV photon is also shown due to 12C(n, n’ °)12C reaction.Mediante m´etodos Monte Carlo se ha realizado un estudio con el prop´osito de utilizar un espectr´ometro de rayos gamma, con base en un centellador de NaI(Tl) de 3” ;£ 3” y un moderador esf´erico, para medir la tasa de fluencia de neutrones. Los materiales que contienen hidr´ogeno tienen la capacidad de moderar y termalizar neutrones; una vez termalizados los neutrones pueden ser capturados por los n´ucleos del moderador. Si la captura ocurre en hidr´ogeno un fot´on de 2.22 MeV se produce y el espectro de altura de pulsos muestra un fotopico en torno a los 2.22 MeV, el ´area neta bajo el fotopico es proporcional a la tasa total de la fluencia de neutrones que incide sobre el moderador. Las caracter´ısticas de este sistema han sido determinadas mediante m´etodos Monte Carlo usando el c´odigo MCNP 4C, donde se utiliz´o un modelo del centellador. Durante el estudio se incluy´o como medios moderadores esf´ericos de agua y de polietileno de 3, 5 y 10 pulgadas de di´ametro. Los moderadores se bombardearon neutrones emitidos por una fuente de 239PuBe. Con el mejor moderador es estudio se extendi´o para determinar la respuesta del sistema ante neutrones monoenerg´eticos. Los c´alculos se efectuaron tratando de obtener espectros de altura de pulsos de los rayos gamma similares a los observados en el multicanal. Durante el estudio se observaron los fotones de 2.22 MeV. Para el caso del polietileno, tambi´en se observ´o un fot´on de 4.43 MeV proveniente de la reacci´on nuclear 12C(n, n’ °)12C

Calculo de espectros de neutrones y dosis en un reactor nuclear subcrítico a base de Torio

En este trabajo se ha diseñado un reactor nuclear subcrítico heterogéneo con sales fundidas a base de torio, con moderador de grafito y una fuente 252Cf, cuyos niveles dosis en la periferia permita su uso en actividades de docencia e investigación. El diseño fue realizado por el método de Monte Carlo con el código MCNP5, donde se varió la geometría, dimensiones y el combustible con el fin de obtener el mejor diseño. El resultado es un reactor cubico de 110 cm de lado, con moderador y reflector de grafito. En la parte central se tienen 9 ductos que fueron colocados en el sentido del eje y. El ducto central contiene la fuente de 252Cf, de los otros 8 ductos, se cuenta con dos ductos de irradiación y los otros seis contienen una sal fundida (7LiF - BeF2 - ThF4 - UF4) como combustible. Para el diseño se calculó la keff, los espectros de neutrones y la dosis equivalente ambiental. En una primera instancia se calculó lo anterior para un combustible virgen, éste fue llamado caso 1, enseguida se utilizó un porcentaje de 233U y se disminuyó el porcentaje de Th y se le llamó caso 2. Esto con la finalidad de poder comparar dos combustibles diferentes funcionando dentro del reactor. En el caso 1 se tiene un valor para la keff de 0.13, en el caso 2 es de 0.28, manteniendo en ambos casos la subcriticidad. En los niveles de dosis el valor más alto es en el caso 2 en el eje y con un valor de 3.31e-3 ±1.6% pSv/Q este valor esta reportado en por uno. Con esto podemos calcular el tiempo de exposición del personal que labore en el reactor

Fotoneutrones y dosis debida a los fotones dispersados en una unidad de tomoterapia

En los últimos años, en el mundo, el número de casos de cáncer se ha incrementado, se estima que aproximadamente el 50% de hombres y mujeres nacidos actualmente serán diagnosticados con algún tipo de cáncer durante su periodo de vida (Newhauser et al., 2016). El cáncer es un problema de salud pública con mayores repercusiones en los países con ingresos medios y bajos debido al financiamiento que requiere su tratamiento (OMS, 2014). La tasa de mortalidad por cáncer se puede reducir considerablemente si se detecta en las fases tempranas de su desarrollo, para esto existen diversos procedimientos para la detección oportuna que incluyen pruebas de laboratorio, estudios de imágenes y biopsias. Lamentablemente, la mayoría de los casos son diagnosticados en etapas avanzadas lo cual afecta directamente a la calidad y el pronóstico de vida del paciente. Para su tratamiento las opciones más usadas son la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia. La cirugía es un tratamiento local e invasivo que se usa para tratar tumores sólidos que están contenidos en un sitio, la radioterapia (RT) es un tratamiento donde se usan altas dosis de radiación para atacar células cancerosas y reducir los tumores, mientras que la quimioterapia (QT) es un tratamiento basado en el uso de fármacos para atacar las células cancerosas (NCI, 2016)