Fundamentos de la Desintegración Radiactiva
Tipos de Desintegración
Desintegración Alfa
La desintegración alfa es un proceso típico de núcleos pesados (A > 140) y se caracteriza por la emisión de partículas alfa (núcleos de helio). Los emisores alfa tienen energías elevadas pero baja velocidad y vida media corta. Se utilizan en radiofármacos como 213Bi, 212Bi y 212At para el tratamiento de leucemia y otras afecciones.
Desintegración Beta Negativa
En la desintegración beta negativa, un neutrón se transforma en un protón, emitiendo un electrón (partícula beta-) y un antineutrino. El núcleo resultante tiene el mismo número másico que el precursor, pero su número atómico aumenta en una unidad (Z+1). Las partículas beta- tienen velocidades muy altas y su energía se distribuye de forma proporcional.
El Neutrino
El neutrino es una partícula sin carga y con masa despreciable que se mueve a la velocidad de la luz. En la desintegración beta, el neutrino y su antipartícula (antineutrino) se llevan parte de la energía liberada.
Desintegración Beta Positiva
La desintegración beta positiva es la más utilizada en estudios PET y SPECT. En este proceso, un protón se transforma en un neutrón, emitiendo un positrón (la antipartícula del electrón) y un neutrino. El positrón se aniquila con un electrón, generando dos fotones gamma de 511 keV que se detectan en el PET.
Isómeros
Un isómero es un núcleo excitado energéticamente que puede liberar su exceso de energía mediante la emisión de rayos gamma.
Radiofármacos
Los radiofármacos son compuestos que contienen isótopos radiactivos y se utilizan en medicina nuclear para diagnóstico y terapia. Su distribución en el cuerpo depende del medicamento y la forma de administración.
Medicina Nuclear
La medicina nuclear es una rama de la medicina que emplea isótopos radiactivos para la prevención, diagnóstico, terapia e investigación médica. La terapia metabólica es una disciplina compartida por la medicina nuclear y la radioterapia.
Aplicaciones Clínicas
Las aplicaciones clínicas de la medicina nuclear abarcan casi todas las especialidades médicas. Las principales aplicaciones son el diagnóstico por imagen y el tratamiento de determinadas enfermedades.
Radiodiagnóstico
El radiodiagnóstico ofrece información estructural o anatómica, como en la gammagrafía ósea con 99mTc para el diagnóstico de dolor óseo.
Tomografía por Emisión de Positrones (PET)
El PET utiliza emisiones gamma y positrones de los radionucleidos para obtener información a nivel molecular. Un ejemplo es el uso de 18F en estudios PET.
Terapia Metabólica
Los procedimientos terapéuticos con radionucleidos se realizan principalmente con emisores beta de alta energía. Algunas aplicaciones de la terapia metabólica incluyen el tratamiento del hipertiroidismo, el dolor óseo metastásico y ciertos tipos de cáncer.
Instrumentación en Medicina Nuclear
Unidades de Actividad
La actividad de una fuente radiactiva se expresa en unidades como μCi, mCi, MBq y GBq. El rango de energía típico es de 25 keV a 3 MeV.
Activímetro
El actímetro se utiliza para medir la actividad de una fuente radiactiva.
Generador de 99mTc
El generador de 99mTc es el más utilizado en medicina nuclear debido a su facilidad de uso y seguridad. El 99mTc se obtiene al pasar una solución salina a través de una columna de molibdeno-99, que se desintegra en 99mTc.
Gammacámara
La gammacámara consta de tres partes principales:
- Detector: Incluye un colimador, un cristal de centelleo y tubos fotomultiplicadores.
- Unidad electrónica: Amplifica y analiza las señales del detector.
- Unidad de presentación de datos: Muestra las imágenes obtenidas.
Ciclotrón
El ciclotrón es un acelerador de partículas que se utiliza para producir radioisótopos emisores de positrones, como el molibdeno.
Reactor de Fisión Nuclear
En un reactor de fisión nuclear se pueden obtener radioisótopos como el 99mTc para su uso en medicina nuclear.
Detección de Radiación
Para la detección de radiación se emplean diferentes sustancias:
- Alfa: Sulfuro de zinc dopado con plata.
- Beta: Sustancias orgánicas como el antraceno.
- Gamma: Cristales de yoduro de sodio dopado con talio.