Abstract: A mamografia é um exame realizado no mamógrafo, que utiliza raios X para obter imagens da anatomia interna da mama. Para que esta imagem seja capaz de fornecer um diagnóstico correto, é necessário que os equipamentos passem constantemente por programas de controle de qualidade para que se possa garantir que as pacientes submetidas a este exame não estejam recebendo dose além da necessária, evitando-se assim possíveis efeitos biológicos indesejados. As câmaras de ionização são detectores muito utilizados para se realizar o controle de qualidade de equipamentos que utilizam radiação, como os mamógrafos. No presente trabalho foram utilizadas quatro câmaras de ionização desenvolvidas no Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN LCI/IPEN, que foram submetidas a testes de caracterização em feixes padrões de radiação X do LCI. Elas apresentaram resultados satisfatórios, dentro dos limites estabelecidos pelas normas nacionais e internacionais. Como aplicação, estas câmaras de ionização foram utilizadas para testes de controle de qualidade em quatro mamógrafos clínicos de diferentes instituições quanto à repetibilidade e linearidade da taxa de kerma no ar. Os resultados obtidos nestes testes encontram-se dentro dos limites recomendados pelas normas nacionais e internacionais.

Palavras-Chave: biomedical radiography; mammary glands; x-ray equipment; ionization chambers; dosimetry; diagnostic uses; quality control

HONDA, CRISTIANE J. de C. Aplicação de câmaras de ionização especiais para controle de qualidade em mamografia. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. 2015. 130 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2015.tde-16092015-095035. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23915. Acesso em: $DATA.

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Abstract: No presente trabalho serão apresentados testes de comissionamento e de avaliação da utilização do portal dosimetry, da Varian, no controle de qualidade dos planejamentos de radioterapia de intensidade modulada. Os testes de comissionamento foram realizados para caracterizar o portal dosimetry em termos dosimétricos e para avaliar a sua possível aplicação em radioterapia. Esses testes demonstraram que o portal dosimetry possui todas as características necessárias para ser utilizado em dosimetria na radioterapia tais como linearidade da resposta com a dose, independência com a taxa de dose, reprodutibilidade, dentre outras. A avaliação da utilização do portal dosimetry no controle de qualidade de IMRT foi realizada em duas etapas: avaliação da capacidade do dispositivo em detectar erros propositalmente introduzidos em fluências simples e em fluências complexas. Foram introduzidos erros de magnitude conhecida em áreas determinadas das fluências e foi realizado o controle de qualidade dessas fluências com o portal dosimetry e com mais três sistemas dosimétricos: câmara de ionização, filme e matriz de câmaras de ionização. Os dados obtidos com o portal foram comparados com os dos outros dispositivos e todos foram capazes de identificar os erros introduzidos de maneira satisfatória, sendo os valores, normalizados para a fluência original, obtidos com o dosímetro portal indênticos aos da câmara de ionização e aos da matriz de câmaras de ionização (seven29) e diferindo em até 2% dos valores obtidos com os filmes. As fluências medidas com o portal dosimetry foram avaliadas em termos quantitativos e qualitativos. Os índices da função gama fornecidos pelo software de análise do portal dosimetry não apresentaram regras definidas de comportamento em relação aos erros introduzidos e por essa razão a análise qualitativa se mostrou indispensável nos casos avaliados.

Palavras-Chave: dosimetry; ionization chambers; portal system; radiotherapy; quality control

WATANABE, ERIKA Y. Avaliacao do dispositivo eletronico de imagem portal 'portal dosimetry' no controle de qualidade de radioterapia de intensidade modulada. Orientador: Laura Natal Rodrigues. 2010. 55 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2010.tde-08082011-110213. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9564. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Detectores de radiação que são utilizados em radiologia diagnóstica devem ser calibrados com feixes padrões de raios X. Durante as calibrações, estes feixes são monitorados a partir de câmaras monitoras, que podem ser do tipo de transmissão, ou podem realizar a monitoração pela penumbra do feixe de radiação. Neste trabalho foram realizadas simulações com o método de Monte Carlo, utilizando o código EGSnrc, para a avaliação de quatro câmaras monitoras: uma câmara monitora comercial de transmissão, uma câmara de ionização do tipo Baldwin-Farmer, e duas câmaras monitoras de modelo de transmissão e anelar desenvolvidas no IPEN. Inicialmente foi criado um sistema de raios X capaz de simular espectros de radiodiagnóstico convencional e mamografia com parâmetros de qualidades definidos na norma IAEA/TRS-457. Em seguida, a dependência energética de cada câmara monitora foi avaliada a partir de fatores de calibração em relação à câmara padrão de cada feixe simulado. Por fim, foi avaliada a dependência angular das câmaras monitoras de transmissão e anelar. Os espectros simulados foram comparados com referências internacionais e apresentaram as características esperadas pela teoria. Cada feixe padrão simulado apresentou os parâmetros de qualidade definidos na norma IAEA/TRS-457 utilizando a câmara monitora de transmissão de modelo comercial e a desenvolvida no IPEN. Os fatores de correção obtidos com as simulações foram comparados com resultados experimentais e mostraram baixa dependência energética da câmara monitora de transmissão desenvolvida no IPEN, e alta dependência energética da câmara monitora de modelo anelar, quando comparadas ao modelo comercial de transmissão. As câmaras monitoras desenvolvidas no IPEN apresentaram dependência angular de acordo com as normas internacionais.

Palavras-Chave: monte carlo method; calculation methods; radiation protection; computer codes; half-life; ground truth measurements; ionization chambers; x-ray spectrometers

XAVIER FILHO, JOEL M. Avaliação de câmaras monitoras em feixes padrões de radiologia a partir de simulações com o método de Monte Carlo. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. 2022. 94 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-03062022-151540. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33133. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Esse trabalho apresenta uma proposta metodológica para verificar o desempenho das câmaras de ionização comerciais para radioproteção utilizadas no levantamento radiométrico em radiodiagnóstico nas cinco regiões brasileiras para os parâmetros de umidade e temperatura.Para isso, foi construído um sistema de climatização para simular as diversas condições ambientais as quais estes instrumentos de medição são expostos quando utilizados em campo.O presente trabalho teve como objetivo diminuir erros na medição em função do desempenho das câmaras de ionização, aumentando a segurança dos trabalhadores ocupacionalmente expostos, dos usuários, do público em geral e impactar na redução com custos estruturais tais como troca de visoresplumbíferos, revestimento adequado das paredes das salas de radiologia dentre outras ações de radioproteção.Foram simuladas as condições climáticas das cinco regiões do território nacional, todos os estados simulados apresentaram coeficientes de variação em relação as taxas de dose acumulada menores que 5%. O sistema de climatização desenvolvido de baixo custo apresentou boa eficiência nas faixas de umidade no intervalo de 40% a 100% e para simulações partindo da temperatura ambiente até 50 °C. O sistema de climatização pode ainda ser utilizado para tratar a umidade dos instrumentos de medição melhorando significativamente sua performance.

Palavras-Chave: dosimetry; ionization chambers; quality control; testing; performance; uses; exposure chambers; humidity; well temperature; controlled atmospheres; radiation doses; absorbed dose range; personnel; employment; nuclear medicine; radiation protection

SILVA, EZEQUIEL da. Avaliação do desempenho de câmaras de ionização para radioproteção em condições ambientais variadas. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. 2019. 74 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-30102019-105510. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30490. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Este trabalho apresenta uma metodologia para a caracterização das qualidades de radiação X, seguindo as novas recomendações do International Electrotechical Commission (IEC) com a norma 61267, para a implantação de um novo procedimento de calibração de sistemas dosimétricos utilizados na área de radiodiagnóstico. As qualidades de radiação de referência: RQR 2 a RQR 10, RQA 2 a RQA 10, RQB 2 a RQB 10 e RQN 2 a RQN 10 foram implantadas no laboratório de calibração do IPEN (LCI). Suas características foram analisadas por meio de medidas dos parâmetros destes feixes como: a tensão de pico prático (PPV), filtrações adicionais específicas para cada qualidade de radiação, 1ª e 2ª camadas semi-redutoras e coeficiente de homogeneidade. Para os filtros adicionais, foi utilizado alumínio de alta pureza em torno de 99,9%. A filtração inerente do tubo de raios X também foi determinada. Com a implantação destas qualidades de radiação, o LCI estará pronto para calibrar os instrumentos medidores de radiação nas novas qualidades recomendadas, permitindo assim, uma melhoria na qualidade dos serviços radiológicos que o IPEN oferece para todo o País.

Palavras-Chave: dosimetry; calibration; calibration standards; ionization chambers; x radiation; quality control

FRANCISCATTO, PRISCILA C. Caracterizacao das qualidades de radiacao X segundo as recomendacoes da norma IEC 61267 no Laboratorio de Calibracao do IPEN. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. 2009. 105 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-17112009-102148. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9454. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foram realizados testes de estabilidade e de caracterização de uma câmara de ionização de ar-livre com cilindros concêntricos da marca Victoreen, modelo 481. Os testes foram feitos utilizando feixes diretos de mamografia como uma contribuição para a implantação desta câmara como sistema padrão primário para a grandeza kerma no ar. Os testes de caracterização realizados foram: curva de saturação, eficiência de coleção de íons, efeito de polaridade, linearidade da resposta com a taxa de kerma no ar e linearidade da resposta com a variação volumétrica. O teste de eficiência de coleção de íons possibilitou a determinação do fator de correção para recombinação iônica. A maioria dos testes realizados esteve em conformidade com os limites estabelecidos por normas internacionais. Foram obtidos os fatores de correção para atenuação de fótons no ar para as qualidades de mamografia com filtros de alumínio e molibdênio. Foram determinados também os fatores de correção para transmissão e espalhamento de fótons nas bordas do diafragma para as qualidades de mamografia com filtro de alumínio e para a qualidade padrão de mamografia com filtro de molibdênio.

Palavras-Chave: mammary glands; biomedical radiography; x-ray sources; ionization chambers; kerma

LIMA, MATEUS H. de. Caracterização de uma câmara de ionização ar-livre em feixes diretos de raios X utilizados em mamografia. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. 2014. 78 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2014.tde-02052014-152732. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23297. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Irradiadores comerciais de grande porte são projetados para processarem grandes quantidades de produtos com altas doses, por exposição à radiação gama. A irradiação em escala industrial é efetuada de forma dinâmica, em que os produtos percorrem um caminho em torno de uma fonte de radiação, geralmente de 60Co, cuja atividade é da ordem de TBq a PBq (kCi a MCi). A dose será diretamente proporcional ao tempo transcorrido pelo material para percorrer este trajeto em torno da fonte. Entretanto, em algumas situações, principalmente para pesquisas ou processos de validação de clientes seguindo a norma ISO 11137, se faz necessário irradiar pequenas amostras com doses fracionadas na posição de irradiação estática. Nesta posição as amostras são colocadas dentro da sala de irradiação a uma distância fixa da fonte e as doses recebidas são determinadas utilizando-se dosímetros. Portanto, a dose somente será conhecida depois da irradiação, pela leitura dos mesmos. Entretanto, em irradiadores industriais, diferentes tipos de produtos com diferentes densidades atravessam o caminho entre a fonte e a posição de irradiação estática, onde estão as amostras. Conseqüentemente, a taxa de dose variará dependendo da densidade do produto, que está sendo irradiado dinamicamente. Uma metodologia adequada seria monitorar a dose recebida pelas amostras em tempo real, medindo a dose por meio de um detector de radiação, com uma melhor precisão e exatidão. Neste trabalho foi desenvolvida uma câmara de ionização cilíndrica de 0.9 cm3, para monitorar as altas doses recebidas por amostras em tempo real, na posição de irradiação estática de um irradiador gama de 60Co. Os gases de nitrogênio e de argônio a pressão de 10exp5 Pa (1 bar) foram utilizados para preencherem a câmara de ionização e determinar uma configuração de trabalho apropriada, para o detector ser utilizado em medidas de altas doses. Cabos de isolação mineral foram soldados diretamente ao corpo da câmara de ionização, para a transmissão do sinal gerado pelo detector até a eletrônica associada, distante cerca de 20 m. O sinal obtido foi cerca de 100 vezes maior do que o ruído de fundo. Este sistema dosimétrico foi testado em um irradiador gama de categoria I e na posição de irradiação estática de um irradiador de grande porte, em que diferentes taxas de dose foram obtidas utilizando materiais absorvedores. Foi encontrada uma boa linearidade do detector entre a dose e a carga, independentemente das diferentes taxas de dose. As incertezas de todas as curvas ficaram abaixo dos +/- 5 %, valor de incerteza máxima recomendada para um sistema dosimétrico de rotina. A câmara de ionização desenvolvida se mostrou adequada para ser utilizada como um dosímetro em tempo real, independente da degradação do espectro causada pela absorção dos fótons da fonte de 60Co, pelo material em irradiação dinâmica.

Palavras-Chave: ionization chambers; dose rates; gamma radiation; cobalt 60; dosimetry; acute irradiation; avalanche quenching; industrial plants; irradiation devices; irradiation plants; irradiation procedures; radiation sources; radiation detectors; radiation monitoring

RODRIGUES JUNIOR, ARY de A. Câmara de ionização aplicada a medidas de altas taxas de dose. Orientador: Margarida Mizue Hamada. 2005. 121 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2005.tde-24032006-164913. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11352. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As fontes radioativas seladas são usadas na verificação de detectores de câmara de ionização, os quais medem a atividade dos radioisótopos usados nas mais diversas áreas, como na Medicina Nuclear. A medida da atividade dos radioisótopos deve ser feita com exatidão, pois será administrada em um paciente. Para garantir o adequado funcionamento dos detectores de câmara de ionização, são estipulados ensaios normatizados pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) e a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) utilizando-se fontes radioativas seladas de Bário-133, Césio-137 e Cobalto-57. Os testes avaliam a exatidão, precisão, reprodutibilidade e linearidade da resposta do equipamento. O foco deste trabalho foi o estudo e o desenvolvimento dessas fontes radioativas padrão de Bário-133, Césio-137 e Cobalto-57, utilizando um polímero, no caso resina epóxi comerciais do tipo éter diglicidílico do bisfenol A e um agente de cura a base de poliamina modificada da dietilenotriamina ,para imobilizar o material radioativo. A matriz polimérica apresenta a função primordial de fixar e imobilizar o conteúdo radioativo não permitindo seu vazamento dentro dos limites técnicos exigidos pelas normas de proteção radiológica no quesito de características de uma fonte selada e, adicionalmente, ter a capacidade de reter a emanação de quaisquer gases que venham a se formar durante o processo de fabricação e do período de vida útil deste artefato. O processo de manufatura de uma fonte selada padrão consiste no envasamento, em um frasco de geometria padronizada, de uma quantidade, em volume fixo, de uma matriz polimérica no interior da qual é adicionada e dispersada homogeneamente uma quantidade precisa e exata em atividade de um material radioativo padrão. Nesse sentido, realizou-se um estudo para a escolha da resina epóxi, analisando suas características e propriedades. Foram realizados estudos e testes, verificando a máxima miscibilidade da resina com a água (solução ácida, simulando as condições da solução radiativa), perdas de propriedades mecânicas e térmicas, bem como o controle de dose radioativa para a completa cura (irradiadores de cobalto).Foram produzidas fontes de césio-137 e bário-133, realizou-se testes para determinação do grau de homogeneidade na dispersão do material radioativo na matriz e testes de imersão das fontes seladas produzidas para verificar a estanqueidade do sistema desenvolvido, obtendo um resultado satisfatório de acordo com as normas. Analisando todos os resultados obtidos, as fontes seladas podem ser confeccionadas em matriz epóxi DGEBA e endurecedor poliamínico DETA modificado, desde que a quantidade de material radioativo, na forma de solução ácida, adicionado à composição não ultrapasse um teor de 20%. A cura da resina epóxi pode ser melhorada em relação a ambiente, com uso da irradiação desde que seja exposta a uma dose ao redor de 33 kGy durante a cura. Nos testes de estanqueidade, verificou-se que as fontes são estanques, as medições da atividade da água utilizada nos testes mostraram um valor inferior a 185 Bq (de acordo com a International Standard Organization- Radiation protection sealed radioactive sources - ISO 9978), comprovando a eficiência da resina epóxi como material para selar o material radioativo. Tendo a finalidade de criar uma tecnologia nacional capaz de suprir a demanda deste produto no mercado interno e atingir excelência em qualidade através da acreditação e certificação do produto junto aos órgãos competentes.

Palavras-Chave: nuclear medicine; diagnosis; ionization chambers; sealed sources; resins; polymerization; standard model; barium 133; cesium 137; cobalt 57; mechanical properties; thermodynamic properties; radiation dose units; radiation monitoring; comparative evaluations; radiation detectors

TIEZZI, RODRIGO. Desenvolvimento de fontes radioativas seladas imobilizadas em resina epóxi para verificação de detectores utilizados em medicina nuclear. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. 2016. 66 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-07032016-140958. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26370. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A calibração, por definição, é o processo pelo qual se estabelece uma relação entre valores de medição de um padrão, com as suas respectivas incertezas, e as indicações com as incertezas associadas do instrumento de medição a ser calibrado. Um protocolo de calibração descreve a metodologia a ser aplicada em um processo de calibração. O método escolhido para a obtenção deste protocolo foi o da espectrometria de feixe de raios X associada à simulação pelo método de Monte Carlo, fundamentado no fato de que ambos são considerados métodos absolutos na determinação de parâmetros de feixes de radiação. Neste trabalho foi utilizado o método de Monte Carlo utilizado para obter a função resposta do detector utilizada para a correção dos espectros obtidos do feixe primário de radiação X; deste modo foram calculadas as taxas de kerma destes feixes e comparadas aos valores obtidos com as câmaras de ionização padrão secundário do Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN (LCI/IPEN). Foram obtidos os coeficientes de calibração para o sistema padrão com diferenças em relação ao fornecido pelo laboratório primário entre 1,3% e 15,3%. Os resultados obtidos indicaram a viabilidade do estabelecimento deste protocolo de calibração utilizando a espectrometria como padrão de referência, com incertezas relativas de 0,62% para k=1. As incertezas associadas ao método proposto foram satisfatórias, para um laboratório padrão secundário e comparáveis a um laboratório primário.

Palavras-Chave: inspection; calibration; calibration standards; interlaboratory comparisons; measuring instruments; data covariances; radiation metrology; radiation doses; radiation dose rate ranges; kerma; semiconductor detectors; ionization chambers; x-ray spectrometers; x radiation; beam monitors; response functions; computer calculations; computer codes; monte carlo method; comparative evaluations

SANTOS, LUCAS R. dos. Desenvolvimento de um protocolo de calibração utilizando espectrometria e simulação matemática, em feixes padrões de raios x. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. 2017. 113 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-11082017-090607. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/28026. Acesso em: $DATA.

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