Abstract: Este trabalho tem como objetivo a avaliação dosimétrica de componentes semicondutores (detectores Barreira de Superfície e fotodiodos PIN) para aplicação em medições de dose equivalente em campos de baixo fluxo de nêutrons (rápidos e térmicos), utilizando uma fonte de AmBe de alto fluxo, a instalação de Neutrongrafia do reator IEA-R1 (fluxos térmicos/epitérmicos) e fluxo de nêutrons rápidos do núcleo do reator IPEN/MB-01 (UCRI Unidade Crítica). Para a detecção de nêutrons (térmicos, epitérmicos e rápidos) foram usados componentes moderadores e conversores (parafina, boro e polietileno). Os fluxos resultantes da moderação e conversão foram utilizados para a irradiação de componentes semicondutores (SSB - Barreira de Superfície e fotodiodos). Foi utilizado também um conversor misto constituído de uma folha de polietileno borado (marca Kodak). O método de simulação por Monte Carlo foi utilizado para avaliar de forma analítica a espessura ótima da parafina. O resultado obtido foi similar ao verificado experimentalmente e serviu para avaliar o fluxo de nêutrons emergentes do moderador (parafina). Da mesma forma, através de simulação, foi avaliado também o fluxo de nêutrons rápidos que atinge o conversor de polietileno que cobre a face sensível dos semicondutores. O nível de radiação gama foi avaliado cobrindo o detector por inteiro com uma folha de cádmio de 1 mm de espessura. O reator IPEN/MB-01 foi usado para avaliar a resposta dos detectores para nêutrons rápidos de alto fluxo. Os resultados, de uma forma geral, mostraram concordância e similaridade com os trabalhos desenvolvidos por outros grupos de pesquisas. Foi também estabelecida uma abordagem para o cálculo de dose equivalente utilizando os espectros obtidos nas experiências.

Palavras-Chave: dosemeters; semiconductor detectors; neutron dosimetry; microdosimetry; reactors; monte carlo method

NAHUEL CARDENAS, JOSE P. Avaliacao dosimetrica de detectores semicondutores para aplicacao na dosimetria e microdosimetria de neutrons em reatores nucleares e instalacoes de radiocirurgia. Orientador: Leticia Lucente Campos Rodrigues. 2010. 149 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2010.tde-20062011-153437. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9531. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Este trabalho foi desenvolvido a fim de implementar as etapas de adequação e caracterização de um irradiador de 60Co, que era utilizado no tratamento para que seja utilizado em procedimentos de calibrações de dosímetros clínicos utilizados em radioterapia. Foi realizado nesse trabalho uma conformação de um sistema irradiador doado ao Laboratório de Calibração do IPEN e a caracterização do feixe e do campo de radiação, de acordo com as recomendações do guia da AIEA (TRS-469, 2009). Para a instalação do novo irradiador, foi realizada a adaptação na atual sala de calibração para acomodar o cabeçote na posição de calibração. Também fez parte o desenvolvimento de um suporte o seu posicionamento. Na sequência foi necessária a correção no sistema de colimação. Para a caracterização do feixe de radiação foram realizados os testes iniciais de uniformidade do campo de radiação determinando o tamanho e o centro do feixe de radiação, determinação das grandezas de referência kerma no ar e dose absorvida na água, variações de saída devido ao movimento da fonte, tempo de estabilização, teste de corrente de fuga, teste de repetibilidade e estabilidade a longo prazo.

Palavras-Chave: calibration; dosemeters; cobalt 60; linear accelerators; scale models; simulation; clinical trials; dosimetry; radiotherapy

PRESTES, JOAO C.A. Caracterização de uma instalação de 60Co para calibração de dosímetros clínicos utilizados em radioterapia. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. 2021. 59 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-10032022-162000. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32910. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Uma série de testes foi aplicada a medidores portáteis de radiação ionizante para altas taxas de kerma no ar, especificamente medidores do tipo teletector. Estes detectores são do tipo Geiger Müller e são utilizados em rotinas de proteção radiológica em aceleradores, reatores, fontes de alta atividade e ainda em situações de emergência no Brasil, assim como em outros países. Também são encaminhados para calibração no Instituto de Pesquisa Energéticas e Nucleares (IPEN) e foram analisados para estabelecer parâmetros de comportamento destes detectores, especificando as suas sensibilidades e suas características operacionais. Foram realizados testes de variação da leitura dos equipamentos com a tensão da bateria, efeito de geotropismo, dependência energética, dependência angular. Com este testes foi possível determinar as características mais comuns e importantes destes equipamentos permitindo a elaboração de um programa de controle de qualidade. Foram calibrados 17 teletectors durante este trabalho e destes, 10 foram testados. Os testes foram realizados para caracterizar o sis tema gama de irradiação (dosimetria de feixe de radiação) que possui maior atividade e permite testes em medidores do tipo teletectors em uma maior faixa de medição. Desse modo foi feito o aperfeiçoamento do programa de controle de qualidade de medidores portáteis de radiação ionizante para altas taxas de kerma no ar no LCI, oque beneficiou os usuários deste tipo de equipamento, e ainda com medições e calibrações mais consistentes e com melhor controle de qualidade dos processos.

Palavras-Chave: dosemeters; testing; geiger-mueller counters; measuring instruments; ionization; kerma; radiation doses; gamma dosimetry; dosimetry

DAMATTO, WILLIAN B. Desenvolvimento de uma metodologia de avaliação de medidores portáteis de radiação em altas taxas de kerma no ar. Orientador: Vitor Vivolo. 2015. 67 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-17022016-145001. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26079. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A grandeza produto kerma-área (PKA) é importante para estabelecer níveis de referência em exames de radiologia diagnóstica. Essa grandeza pode ser obtida por meio de medidores do PKA. O uso desses medidores é fundamental para avaliar a dose de radiação em procedimentos radiológicos, além de ser um bom indicador para que os limites de dose na pele do paciente não sejam excedidos. Algumas vezes, esses medidores vêm acoplados a equipamentos de radiação X, o que dificulta sua calibração. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia de calibração de medidores do PKA. O instrumento utilizado para este fim foi o Patient Dose Calibrator (PDC). Ele foi desenvolvido para ser utilizado como referência na verificação da calibração de medidores do PKA e kerma no ar usados na dosimetria de pacientes e para verificação da consistência e do comportamento de sistemas de controle de exposição automáticos. Por se tratar de um equipamento novo, que, no Brasil, ainda não é utilizado como equipamento de referência para calibração, foi realizado, também o controle de qualidade deste equipamento, com testes de caracterização, a calibração e a avaliação da dependência energética. Após os testes, ficou provado que o PDC pode ser utilizado como instrumento de referência para a calibração a ser realizada in situ, de forma que as características de cada equipamento de radiação X onde os medidores do PKA são utilizados sejam consideradas. A calibração foi, então, realizada com medidores do PKA portáteis e em um equipamento de radiologia intervencionista que possui um medidor do PKA acoplado. Os resultados foram bons e ficou provada a necessidade de calibração desses medidores e a importância da calibração in situ com um medidor de referência.

Palavras-Chave: diagnostic techniques; radiology; calibration; kerma; meters; radiation doses; dosemeters; patients

COSTA, NATHALIA A. Desenvolvimento de uma metodologia de calibração e testes de medidores de produto Kerma-Área. Orientador: Maria da Penha Albuquerque Potiens. 2013. 73 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2013.tde-14082013-144903. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10529. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Detectores de sulfato de cálcio ativado com cério IV e európio III utilizando o politetrafluoretileno (PTFE, Teflon®) free-flow como aglutinante (CaSO4:Ce,Eu + Teflon®) foram produzidos pelo método da estampagem, desenvolvido em colaboração com a empresa Tecnoflon, a partir de cristais crescidos de acordo com uma nova variação da rota da evaporação lenta, também apresentada nesse trabalho, com as concentrações de 0,16 mol% de Eu3+ e de 0,15 mol% de Ce4+ na solução ácida precursora. O modelo de dosímetro pessoal desenvolvido consiste em cinco detectores aderidos a um cartão de 30 x 48 mm de cloreto de polivinila (PVC) 95% opaco à luz na faixa do espectro eletromagnético que vai do infravermelho ao ultravioleta, idêntico aos cartões de identificação utilizados no IPEN, por uma tira de 10 x 35 mm de filme adesivo do mesmo material e foi submetido aos testes de aceitação descritos no regulamento técnico IRD-RT Nº 002.01/95, Desempenho de Sistemas de Monitoração Individual Critérios e Condições, sendo aprovado em todos os testes. Para a dosimetria clínica, os próprios detectores foram considerados dosímetros termoluminescentes e submetidos aos testes de aceitação descritos no código de práticas da Agência Internacional de Energia Atômica Technical Report Series Nº 398, Absorbed Dose Determination in External Beam Radiotherapy: An International Code of Practice for Dosimetry based on Standards of Absorbed Dose to Water, [TRS-398, IAEA, 2000] adotado como protocolo de dosimetria pela maioria dos hospitais, sendo igualmente aprovados nesses testes. Os dosímetros desenvolvidos podem ser utilizados para a monitoração individual externa e para dosimetria clínica, apresentando a diferenciação do tipo e da energia da radiação com que foram irradiados e a redução de custos como as principais vantagens em relação aos dosímetros termoluminescentes atualmente utilizados nessas aplicações.

Palavras-Chave: dosimetry; thermoluminescence; dosemeters; radiation doses; measuring instruments; nuclear medicine; calcium sulfates; cerium; europium; polytetrafluoroethylene; pvc; bonding; crystal growth; evaporation; acid sulfates; radiation doses; external irradiation

NUNES, MAIRA G. Desenvolvimento dos dosímetros termoluminescentes de CaSOsub(4):Ce, Eu para a monitoração individual externa e a dosimetria clínica de fótons e elétrons. Orientador: Leticia Lucente Campos Rodrigues. 2012. 137 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2012.tde-09122013-140708. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10566. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O uso de Tomografia Computadorizada (CT) para procedimentos de imagiologia vem crescendo cada vez mais devido aos avanços da tecnologia dos equipamentos de CT, que permitem a obtenção de imagens com melhor resolução do que por outras técnicas, sendo consequentemente responsável pelo aumento da dose de radiação no paciente durante o procedimento. Isso acarretou uma maior preocupação com as doses recebidas pelos pacientes que se submetem a esse tipo de exame. Para a realização da dosimetria de feixes de CT, o instrumento mais utilizado é a câmara de ionização do tipo lápis, pois este dosímetro apresenta uma resposta uniforme ao feixe de radiação incidente em todos os ângulos. A câmara convencional que se encontra disponível no mercado apresenta um comprimento de volume sensível de 10 cm; entretanto, alguns estudos têm mostrado que esse dosímetro tem subestimado os valores de dose. Portanto, neste trabalho optou-se por desenvolver no Laboratório de Calibração de Instrumentos do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (LCI-IPEN/CNEN) duas câmaras de ionização, fazendo uso de materiais nacionais de baixo custo, com comprimentos de volume sensível de 10 cm e 30 cm. A caracterização destas câmaras foi realizada e os resultados se apresentaram dentro dos limites recomendáveis internacionais. Como uma aplicação, as câmaras desenvolvidas, juntamente com uma câmara comercial, foram testadas em um tomógrafo clínico. As câmaras de ionização desenvolvidas foram analisadas de maneira completa, para os seus possíveis usos.

Palavras-Chave: ionization chambers; dosemeters; computerized tomography; beams; x radiation; image scanners; image tubes; dosimetry; radiation doses; dose equivalents; dose limits; dose rates; dose-response relationships

CASTRO, MAYSA C. de. Desenvolvimento e caracterização de câmaras de ionização especiais para feixes de tomografia computadorizada. Orientador: Linda Viola Ehlin Caldas. 2016. 114 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-22062016-090110. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26744. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Materiais cintiladores têm como característica a emissão de fótons de luz visível ou ultravioleta quando expostos a radiação ionizante, absorvendo parcialmente ou totalmente a radiação. Este trabalho teve como objetivo desenvolver cristais cintiladores inorgânicos em matriz de iodeto de césio utilizando íons de tálio (Tl+) como elemento dopante com concentração de 10-3 M. Foi crescido um cristal CsI puro para fins de comparação. Os cristais foram obtidos por meio da técnica de Bridgman. Foi utilizada a técnica do refino zonal a fim de reduzir as impurezas encontradas no sal de iodeto de césio, obtendo um material o mais puro possível. Obteve-se resultados satisfatórios com a purificação do material e com a produção dos cristais cintiladores. Para detectar tais impurezas e observar a diminuição das mesmas, utilizou-se a técnica de espectrometria de emissão óptica por plasma (ICP-OES), em dez partes do lingote, após o refino zonal. Os cristais CsI:Tl foram submetidos à caracterização físico-quimica, tal como: difratometria de raios X para confirmação da rede cristalina, transmitância dos cristais puro e dopados com tálio, emissão de luminescência com pico de emissão máxima em 520 nm devido a presença do tálio, distribuição da concentração de Tl ao longo do cristal e microscopia óptica para comparar a superfície do cristal sem polimento e com polimento. Para avaliar a resposta dos cristais cintiladores quanto às suas características detectoras, foram realizados experimentos utilizando fontes radioativas seladas, a saber: 133Ba (80 keV, 355 keV ), 60Co (1173 keV, 1333 keV), 22Na (511 keV, 1275 keV), 137Cs (662 keV) à temperatura ambiente. Foram utilizados como fotosensores uma fotomultiplicadora (ET Enterprise, Modelo 9924SB, Inglaterra) e fotodiodo tipo PIN. Os cristais CsI:Tl apresentaram resposta à radiação com espectros de emissão característicos para cada tipo de fonte.

Palavras-Chave: crystal counters; crystal growth methods; refining; polycrystalline; bridgman method; bulk semiconductor detectors; radiation detectors; dosemeters; process development units; plasma technology; site characterization

SUZART, KAROLINE F. Desenvolvimento e caracterização do cristal Csl:TI para uso como detector de radiação. Orientador: Carlos Henrique de Mesquita. 2022. 98 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-07112022-161903. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33605. Acesso em: $DATA.

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