Abstract: Filmes finos radioativos possuem aplicação direta no desenvolvimento de baterias betavoltaicas e alfavoltaicas. Sendo que, a principal vantagem dessas baterias nucleares é a sua durabilidade que pode variar de dezenas a até uma centena de anos, dependendo da meia-vida do radioisótopo utilizado. Nesse contexto, a Deposição por Laser Pulsado (PLD) apresenta-se como uma importante ferramenta. Um aspecto relevante de um sistema que utiliza essa técnica, é que os principais equipamentos ficam fora da câmara onde o material é processado. Logo, tal característica viabiliza o crescimento de filmes finos radioativos, pois possibilita o desenvolvimento de um arranjo onde a área contaminada, devido o processamento de um alvo radioativo, seja controlada. Dessa maneira, o presente trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema PLD destinado ao crescimento de filmes finos radioativos. Assim, no que concerne à obtenção da câmara de vácuo e montagem das peças, o sistema foi em grande maioria projetado em um software CAD 3D. Posteriormente, as peças que estariam sujeitas à contaminação por material radioativo foram usinadas e também obtidas através de impressão 3D, sendo assim, de fácil reposição. Como no processo de ablação há a formação de material particulado, um filtro com capacidade para retenção de 99,95% de partículas com até 0,3 µm foi acoplado à câmara, para que o material radioativo não fosse disperso para o restante dos equipamentos de vácuo. O sistema foi então implementado e alvos de Cobre radioativo foram processados durante 60 min e 120 min, resultando em filmes finos radioativos com espessura média de (167,81 ± 3,67) nm e (313,47 ± 9,17) nm, respectivamente. Dessa forma, foi realizado um estudo acerca da dinâmica de contaminação do sistema, em que o filtro utilizado mostrou-se eficiente na retenção do material radioativo, possibilitando que a contaminação ficasse retida na câmara de vácuo. Portanto, demonstra-se pela primeira vez a viabilidade da utilização da técnica PLD no crescimento de filmes finos radioativos, sendo então, possível a utilização desta em estudos futuros acerca do desenvolvimento de baterias nucleares betavoltaicas e alfavoltaicas.

Palavras-Chave: thin films; pulsed irradiation; laser radiation; ablation; deposition; vacuum states; ionization chambers; radiation doses; three-dimensional calculations; three-dimensional lattices; electric batteries; beta sources; alpha sources; performance testing

MACHADO, NOE G.P. Desenvolvimento de um sistema baseado em deposição por laser pulsado para o crescimento de filmes finos radioativos. Orientador: Marcus Paulo Raele. 2019. 93 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-07102020-081734. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/31529. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Radiologia intervencional é a prática na qual imagens geradas por radiação-X são usadas como uma ferramenta na condução de procedimentos diagnósticos - terapêuticos. Tanto nos procedimentos para diagnósticos como nos terapêuticos, os tempos de exposição são longos, podendo causar graves lesões no paciente, e contribuindo para a dose espalhada no corpo clínico. O Brasil ainda não possui regras bem definidas quanto às doses e dosimetria de feixes fluoroscópicos. Há um grande interesse no estudo destes feixes, quanto a qualidade do feixe, camada-semi-redutora, entre outros parâmetros. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia para a calibração de instrumentos de medida utilizados no controle de qualidade em radiodiagnóstico intervencional utilizando um sistema de radiação X clínico Medicor Neo Diagnomax, no modo fluoroscópico. Foi utilizada uma câmara de ionização plana marca PTW como monitora. Algumas câmaras de ionização recomendadas para fluoroscopia foram avaliadas e calibradas em relação à câmara de ionização de referência do laboratório de calibração do IPEN. Foram implantadas as qualidades de radiação RQR3, RQR5 e RQR7 e as específicas para a fluoroscopia RQC3, RQC5 e RQC7 seguindo as recomendações da norma IEC 61267. Todas as características dos feixes foram determinadas. Para a realização deste trabalho foi construído um sistema de posicionamento de câmaras de ionização. Para a determinação de dose de entrada e saída do paciente e de radiação espalhada na posição do corpo clínico, foram construídos simuladores de acrílico. Os resultados obtidos mostram uma taxa de Kerma de entrada no simulador de 4,5 x10-3, 1,2 x10-2 e 1,9 x 10-2 Gy/min para RQC 3, RQC 5, RQC 7 respectivamente. Foram realizados testes sem e com a colimação posicionada entre a câmara monitora e o simulador e os resultados encontrados mostram uma diferença de +5,5%, +0,6% e +0,8 %. Comprovando a importância da colimação nestes procedimentos intervencionistas.

Palavras-Chave: nuclear medicine; radiology; measuring instruments; ionization chambers; quality control; x radiation

MIRANDA, JUREMA A. de. Desenvolvimento de uma metodologia para a calibracao de instrumentos de medida utilizados no controle de qualidade em radiodiagnostico intervencional. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. 2009. 97 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-05112009-103703. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9407. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A câmara de ionização é um tipo de dosímetro muito utilizado atualmente para medidas precisas, tais como as necessárias em radioterapia. Existem diferentes tipos de câmaras de ionização para diferentes aplicações, como exemplo, as câmaras tipo lápis utilizadas para dosimetria em tomografia computadorizada (TC) e as câmaras cavitárias de grafite utilizadas como sistemas padrões primários para determinação da taxa de kerma no ar. Neste trabalho, foram caracterizadas duas câmaras de ionização tipo lápis, de diferentes volumes sensíveis e com comprimentos do volume sensível menores que as empregadas em TC, em feixes de 60Co e duas câmaras de ionização de grafite foram desenvolvidas e caracterizadas para constituir um sistema padrão primário para feixes de 60Co. Além destas câmaras de ionização, também foi projetada e avaliada uma câmara de ionização cilíndrica construída utilizando-se cloreto de polivinila (PVC) para estudar inicialmente as configurações geométricas das câmaras de ionização de grafite, já que o PVC é mais facilmente usinado e apresenta um custo relativamente baixo quando comparado ao grafite. O estudo inicial realizado com as câmaras de ionização tipo lápis foi muito importante, principalmente no que se refere à escolha do material para o desenvolvimento das câmaras de ionização, aos parâmetros utilizados nas simulações de Monte Carlo e também na determinação do espectro de radiação que melhor representa a fonte de 60Co do Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI). A partir dos resultados obtidos com as câmaras de ionização tipo lápis e com a câmara de ionização cilíndrica de PVC foram projetadas e caracterizadas experimentalmente e por simulação de Monte Carlo duas câmaras de ionização de grafite. Os resultados obtidos da caracterização destas câmaras de ionização apontaram que elas possuem qualidade metrológica para atuação como padrões primários de referência. Como aplicação do estudo das câmaras de ionização de grafite, o valor da taxa de kerma no ar da fonte de 60Co do LCI foi determinado e comparado com o valor obtido com o padrão de referência do LCI. Os valores determinados com os protótipos desenvolvidos neste projeto (CG1 e CG2) diferiram em apenas 0,17% e 1,7%, respectivamente, do valor calculado com o sistema padrão do IPEN.

Palavras-Chave: ionization chambers; cylindrical configuration; photon beams; photon computed tomography; pvc; gamma radiation; cobalt 60; dosimetry; radiotherapy; standardization

NEVES, LUCIO P. Desenvolvimento e caracterização de câmaras de ionização cilíndricas como sistemas de referência para dosimetria de feixes de radiação de fótons. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. 2013. 113 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2013.tde-19112013-144350. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10545. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O ser humano está constantemente exposto a diversas fontes de radiação. Dentre elas, destacam-se as fontes naturais, que atingem a população mundial a uma taxa relativamente constante durante um longo período de tempo. Estima-se que a dose anual média recebida pela população devido às fontes naturais seja de 2,4 mSv a-1. Alguns balneários e spas encontrados pelo mundo são de grande importância quando se consideram os aspectos de proteção radiológica, pois concentram concentrações significativas de radionuclídeos, como por exemplo, o gás 222Rn. Embasado nisto, foi realizada a dosimetria de Rn222 no ar para trabalhadores e indivíduos do público em dois balneários brasileiros, o balneário municipal de Águas de Lindóia no estado de São Paulo e o balneário Thermas Antônio Carlos, na cidade de Poços de Caldas, estado de Minas Gerais. Utilizou-se o método de detecção passiva, com o uso de detectores sólidos de traços do tipo CR-39® (Columbia Resin) inseridos em câmaras de difusão do tipo NRBP® (National Radiological Protection Board). As concentrações de Rn222 no ar variaram de 27 ± 4 Bq m-3 a 16451 ± 298 Bq m-3 para o balneário municipal de Águas de Lindóia e de 35 ± 3 Bq m-3 a 156 ± 4 Bq m-3 para o balneário Thermas Antônio Carlos. Foram considerados três cenários de exposição para a avaliação de dose nos dois balneários. O primeiro cenário corresponde à exposição dos trabalhadores que aplicam os banhos termais nos usuários, o segundo cenário corresponde à exposição dos trabalhadores que realizam manutenções nas fontes termais e o terceiro cenário abrange os frequentadores assíduos dos banhos termais. Os valores de dose efetiva encontrados no balneário municipal de Águas de Lindóia e no balneário Thermas Antônio Carlos, respectivamente, considerando o 1° cenário variam de 0,10 a 0,34 mSv a-1 e 0,17 a 0,33 mSv a-1. Os valores encontrados, considerando o 2° cenário variam de 0,24 a 9,9 mSv a-1 para o balneário municipal de Águas de Lindóia e de 0,03 a 0,09 mSv a-1 para o balneário Thermas Antônio Carlos. Considerando o 3° cenário, os valores de dose encontrados variam de 0,01 a 0,02 mSv a-1 para ambos balneários.

Palavras-Chave: radon 222; natural radioactivity; water reservoirs; air pollution; radiation dose units; radiation detectors; ionization chambers; biological dosemeters; coal; radiation monitoring; dosimetry; brazil

REIS, GUILHERME de L. Dosimetria de 222Rn no ar do balneário municipal de Águas de Lindóia e do balneário Thermas Antônio Carlos. Orientador: Bárbara Paci Mazzilli. 2019. 63 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-20092019-112337. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30188. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Foram elaborados e implementados testes de controle de qualidade em equipamentos de angiografia por subtração digital. Estes testes foram baseados em normas nacionais e internacionais e foram implementados em cinco equipamentos de três instituições diferentes. Estes testes avaliam os parâmetros de desempenho dos equipamentos e são utilizados para a determinação da taxa de kerma no ar na entrada da pele do paciente e do corpo clínico. Os testes foram realizados utilizando dispositivos, simuladores de pacientes e câmaras de ionização. Os testes convencionais e do sistema de subtração digital indicaram que os equipamentos avaliados encontravam-se em bom estado de desempenho. Os testes para verificação da taxa de kerma no ar indicaram que um dos equipamentos avaliados apresentou altas taxas de kerma no ar na entrada da pele do paciente em modo fluoroscopia. Este problema foi notificado, e as devidas providências foram imediatamente tomadas pela gerência do hospital.

Palavras-Chave: biomedical radiography; blood vessels; equipment; quality control; performance testing; kerma; phantoms; ionization chambers

LAMMOGLIA, PATRICIA. Elaboracao e implementacao de testes de controle de qualidade em equipamentos de angiografia por subtracao digital. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. 2001. sep.pag f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2001.tde-23072002-091706. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10962. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foi estabelecido um sistema padrão primário para raios X de energias baixas (10 kV a 50 kV), utilizando uma câmara de ionização de ar livre de cilindros concêntricos da marca Victoreen (modelo 481-5) no Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN-SP). Para isso foi desenvolvido um novo protocolo de alinhamento da câmara de ionização no sistema de radiação e foi feita uma modificação no suporte dos micrômetros utilizados para o movimento dos cilindros internos. Os resultados obtidos nos testes de estabilidade e de caracterização ficaram dentro dos limites estabelecidos pelas normas IEC 61674 e IEC 60731. Foram determinados também os fatores de correção para atenuação de fótons no ar, transmissão e espalhamento no diafragma, espalhamento e fluorescência, e recombinação iônica. Esses valores foram comparados com os valores obtidos pelo laboratório padrão primário alemão,Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), mostrando boa concordância. Por último, foi determinado o valor absoluto da grandeza taxa de kerma no ar para as qualidades padronizadas de mamografia de feixes diretos WMV28 e WMV35 e feixes atenuados WMH28 e WMH35; os resultados são compatíveis, com diferença máxima de 3,8% com os valores obtidos utilizando o sistema padrão secundário do LCI.

Palavras-Chave: ionization chambers; natural convection; cylinders; orbit stability; phase stability; control systems; calibration; cosmic photons; electron diffraction; calibration; standard model

SILVA, NATALIA F. da. Estabelecimento de um sistema padrão primário para raios X de energias baixas com uma câmara de ionização de ar livre. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. 2016. 91 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-20042016-145431. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26382. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Foram estudadas as respostas de 76 detectores Geiger-Müller, 4 detectores semicondutores e 34 câmaras de ionização. Muitos deles foram calibrados em feixes de radiação gama (37Cs e 60Co) e alguns foram testados em feixes de radiação beta (90Sr+90Y e 204Tl) e X (N-60, N-80, N-100, N-150). Para os três tipos de radiação, foram obtidos os fatores de calibração dos instrumentos e foi estudada a dependência tanto energética como angular destes detectores. Para radiação gama e beta foi estudada a dependência angular para ângulos de 00 e ± 450. Foram ainda obtidas as curvas da resposta dos instrumentos em relação a uma varredura angular de 00 e ± 900, para radiação gama, beta e X. Também foram analisados os fatores de calibração obtidos para radiação beta em relação à radiação gama. Para radiação gama, dos 66 detectores Geiger-Müller estudados, 24 apresentaram resultados para a dependência energética de acordo com a recomendação internacional da ISO 4037-2 e 56 estão de acordo com a recomendação brasileira da ABNT 10011. As câmaras de ionização e os semicondutores estão de acordo com as recomendações nacional e internacional. Todos os instrumentos apresentaram dependência angular menor que 40%. Para radiação beta, os instrumentos apresentaram resultados insatisfatórios para a dependência energética e angular; Para radiação X, as câmaras de ionização apresentaram resultados para dependência energética de acordo com a recomendação nacional, e a dependência angular foi menor que 40%.

Palavras-Chave: geiger-mueller counters; semiconductor detectors; ionization chambers; gamma radiation; beams; energy dependence; x radiation; radiations; beta sources

NONATO, FERNANDA B.C. Estudo da resposta de monitores de radioprotecao em feixes padronizados de radiacao X, gama e beta. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. 2010. 131 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2010.tde-09082011-142950. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9515. Acesso em: $DATA.

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