Abstract: A radioatividade natural das águas é proveniente dos elementos radioativos nela dissolvidos e dos gases de alguns elementos radioativos difundidos das rochas subterrâneas. Quando se considera a geoquímica dos radionuclídeos naturais no ambiente aquático, os elementos de maior interesse do ponto de vista de risco à saúde são os isótopos de rádio (Ra), os de radônio (Rn) e os de urânio (U), por apresentarem maior solubilidade em água. Uma vez que a dieta humana é a principal fonte de absorção da radioatividade natural e de exposição interna do homem, o consumo de águas minerais pode aumentar significativamente a probabilidade de ingestão de altas concentrações de radionuclídeos naturais nelas dissolvidos. O objetivo geral do presente trabalho foi determinar as concentrações de atividade dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po nas águas minerais das fontes dos Parques das Águas de Águas de Contendas e de Lambari, MG, para avaliar as doses efetivas comprometidas devido à ingestão destas águas e realizar a caracterização química inorgânica, determinando os elementos químicos Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Se, Ti, V e Zn. Os objetivos específicos foram verificar a influência da sazonalidade na concentração de atividade dos radionuclídeos e dos elementos químicos analisados e determinar os parâmetros físicos e físico-químicos como temperatura, vazão, pH, CE, STD. As técnicas analíticas empregadas para determinar as concentrações de atividade foram a de alfa e beta total após separação radioquímica para os radionuclídeos 226Ra, 228Ra e 210Pb com determinação em detector proporcional de fluxo gasoso e baixa radiação de fundo e de espectrometria alfa após separação radioquímica para o radionuclídeo 210Po com determinação em espectrômetro alfa. Os valores de concentrações de atividade obtidos variaram de 7,71 ± 0,27 mBq L-1 a 250 ± 3 mBq L-1 para o 226Ra, de < LID (3,7 ± 0,1 mBq L-1) a 244 ± 4 mBq L-1 para o 228Ra, de < LID (4,9 ± 0,4 mBq L-1) a 57,1 ± 3,0 mBq L-1 para o 210Pb e de < LID (3,3 ± 0,4 mBq L-1) a 15,7 ± 1,1 mBq L-1 para o 210Po. O cálculo da dose efetiva comprometida para a ingestão de água mineral contendo 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po foi realizado para o corpo inteiro (He), em crianças de 5 anos, adolescentes de 15 anos e adultos até 70 anos, e para os principais órgãos afetados (Ho), em adultos até 70 anos, após a ingestão da água mineral. Os maiores valores de dose para o corpo inteiro foram de 273 ± 14 μSv a-1 para o 226Ra, 945 ± 15 μSv a-1 para o 228Ra, 79,2 ± 4,2 μSv a-1 para o 210Pb, em adolescentes de 15 anos e, de 40,4 ± 2,9 μSv a-1 para o 210Po em crianças de 5 anos. Para a caracterização química inorgânica foi utilizada a espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDXRF) que apresentou os elementos Co e Cu abaixo do limite mínimo de quantificação e os elementos Ag e V com maiores concentrações e, a espectrometria de emissão óptica com plasma de argônio (ICP-OES) que apresentou o elemento Cr abaixo do limite mínimo de quantificação e os elementos Ca, Fe e Na com maiores concentrações. Assim, mediante os resultados obtidos e aos testes estatísticos aplicados: análise de Cluster, coeficiente de correlação de Pearson e ANOVA, conclui-se que existe a correlação entre a precipitação pluviométrica e a sazonalidade das concentrações dos radionuclídeos e dos elementos químicos inorgânicos em estudo, que o radionuclídeo que apresentou maior concentração em Águas de Contendas foi o 228Ra para a maioria das fontes e em Lambari foi o 226Ra, também na maioria das fontes e, como consequência, as maiores doses obtidas também foram para os radionuclídeos naturais 226Ra e 228Ra.

Palavras-Chave: radioactivity; natural radioactivity; environmental exposure; radium 226; radium 228; polonium 210; lead 210; internal irradiation; biogeochemistry; isotopes; detection; isotope separation; radiation detection; water treatment; ground water; underground storage; public health; drinking water; risk assessment; safety analysis; brazil

WAKASUGI, DENISE S.M. Avaliação da concentração de 226 Ra, 228 Ra, 210Pb e 210 Po e caracterização química inorgânica das águas minerais dos Parques das Águas de Águas de Contendas e Lambari - MG. Orientador: Sandra Regina Damatto. 2018. 273 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-01022019-111224. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29789. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A Organização Mundial da Saúde (OMS) relata o câncer como uma das principais causas de morte no mundo. O câncer de próstata é o segundo tipo de câncer mais prevalente em homens, com cerca de 1,1 milhão de casos diagnosticados em 2012. Braquiterapia com iodo-125 é uma método de radioterapia que consiste na introdução de sementes com material radioativo no interior do órgão a ser tratado. As sementes de iodo-125 podem ser inseridas soltas ou em cordas poliméricas bioabsorvíveis, mais comumente o poli(ácido lático-co-ácido glicólico) (PLGA). A função do polímero é reduzir a possibilidade de migração das sementes, o que poderia ser prejudicial para órgãos e tecidos saudáveis. De modo a reduzir os custos do tratamento, a síntese dos dímeros L-lactídeo e glicolídeo, para posterior utilização para preparação do PLGA, por meio da polimerização por abertura de anel, é proposta neste trabalho. Adicionalmente, propõe-se a utilização do amino-alcóxido tris(fenolato) de zircônio (IV) como alternativa ao usual octanoato de estanho (SnOct2), uma vez que a toxicidade do estanho permanece como obstáculo na produção do PLGA para aplicações biomédicas. Embora o iniciador de zircônio seja mais lento do que o SnOct2, massas molares relativamente elevadas foram obtidas quando razões monômero/iniciador (M/I) de 1000/1 (24 h), e 5000/1 (48 h) foram utilizadas. Considerando que as unidades glicolila (GA) são mais reativas do que as unidades lactila (LA), tempos longos de reação são necessários para atingir uma razão LA/GA próxima do objetivo do trabalho (85/15). O grau de racemização também depende do iniciador utilizado. As reações de polimerização realizadas com o iniciador de zircônio mostraram um maior grau de racemização, quando comparadas com aquelas realizadas com o SnOct2. Também foi observado um ligeiro aumento na racemização com o tempo. Considerando os resultados obtidos na síntese e purificação dos dímeros, e na síntese do PLGA em condições semelhantes às industriais, foi possível preparar o polímero de alta massa molar com um custo dezenas de vezes inferior ao custo do PLGA no mercado internacional. Os efeitos da radiação gama no PLGA também foram estudados. Doses normalmente aplicadas para esterilizar materiais para aplicações biomédicas foram empregadas: 10, 18, 25 e 50 kGy. A massa molar de todas as amostras irradiadas diminuiu de uma forma proporcional à dose até 56% de perda para 10 kGy e 72% para 50 kGy porém, são menos pronunciadas para doses mais elevadas. Alterações nas propriedades térmicas, tais como temperatura de fusão, temperatura de transição vítrea e a entalpia de cristalização e fusão foram também observadas após a irradiação.

Palavras-Chave: brachytherapy; internal irradiation; neutron sources; radiopharmaceuticals; synthesis; purification; iodine 125; seeds; organic acids; lactic acid; glycolic acid; dimers; polymerization; zircaloy 4; chromatography; mass spectroscopy; infrared spectrometers; process development units

PELEIAS JUNIOR, FERNANDO dos S. Desenvolvimento da metodologia de síntese e purificação dos dímeros L-lactídeo e glicolídeo para produção do poli (ácido lático-co-ácido glicólico) para utilização na produção de fontes radioativas. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. 2017. 144 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-10082017-120230. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/28054. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A braquiterapia é um tratamento clínico que consiste na aplicação de fontes radioativas seladas em certos tipos de tumores. Atualmente, está em fase de implantação o laboratório para produção de fontes de 125I a fim de nacionalizar a produção de fontes para reduzir os custos na sua aplicação e atender a demanda da população brasileira. A tese defendida neste trabalho é o desenvolvimento de um método para o gerenciamento de rejeitos radioativos que serão gerados ao longo da produção dessas fontes. A metodologia aplicada consistiu na criação de etapas de gerenciamento de rejeitos radioativos aplicadas ao 125I que contemplasse o gerenciamento na própria instalação produtora. Os rejeitos radioativos que serão gerados ao longo de todo processo de fabricação das fontes de 125I serão produzidos dentro de três células estanques, localizadas dentro do laboratório. Para cada um dos cenários foram relacionados os rejeitos sólidos, líquidos e gasosos gerados em cada uma das três células de produção. Para rejeitos sólidos e líquidos foram estimados: volume, massa, taxa de entrada no depósito inicial e tempo para liberação em meio ambiente. Para rejeitos gasosos foi estimado: taxa de volatilização do 125I e metodologia para medição dos filtros de carvão ativado. Os resultados apresentados permitem concluir que o laboratório tem condições de realizar o gerenciamento dos rejeitos que produzirá. Implantar um sistema de gerenciamento dentro do próprio laboratório, aperfeiçoará as atividades rotineiras e o licenciamento junto a CNEN.

Palavras-Chave: radioactive waste management; radioactive waste disposal; radioactive waste processing; radiation sources; laboratory system; production; brachytherapy; radiotherapy; internal irradiation; radiation source implants; radiopharmaceuticals; iodine 125; seeds; process development units

SOUZA, DAIANE C.B. de. Desenvolvimento de um método para gerenciamento de rejeitos radioativos no laboratório de produção de fontes de iodo-125 utilizadas em braquiterapia. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. 2018. 130 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-03042019-123219. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29887. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O propósito geral da monitoração interna é verificar e documentar que o trabalhador está protegido adequadamente contra os riscos de incorporação de radionuclídeos e que esta proteção obedece as exigências legais. Portanto, um programa de proteção radiológica inicia-se com a identificação de situações de trabalho nas quais há um risco de contaminação interna de trabalhadores, além de quantificar a provável incorporação de material radioativo e a dose efetiva comprometida resultante. Como parte de uma melhoria contínua do programa de monitoração para os trabalhadores ocupacionalmente expostos no IPEN, está sendo proposto um sistema baseado na Web para acessar a base de dados da dosimetria interna. O sistema é baseado na linguagem de programação Hypertext Preprocessor, PHP e a base de dados PostgreSQL. Este sistema introduzirá um novo paradigma na rotina do serviço de dosimetria interna, proporcionando um acesso rápido à informação entre os laboratórios de medida, grupo de cálculo de dose e supervisores de radioproteção. A base de dados mantém informação sobre a identificação do trabalhador, características físicas e químicas do radionuclídeo, tipo de monitoração, dados de medida e a dose. Além disso, esta informação estará prontamente disponível para prover apoio aos órgãos reguladores e às exigências de controle de qualidade.

Palavras-Chave: internal irradiation; radiation monitoring; programming; occupational exposure; radiation doses; radiation protection

LIMA, VANESSA R. de. Desenvolvimento de um sistema baseado na WEB para suporte ao programa de monitoração individual interna do IPEN. Orientador: Alberto Saburo Todo. 2007. 97 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2007.tde-17062008-163640. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11506. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A radioterapia interna seletiva é uma alternativa para o tratamento do carcinoma hepatocelular. Nesta terapia, microesferas de vidro contendo radionuclídeos são introduzidas no fígado por meio de um cateter acoplado à artéria hepática dos pacientes e são retidas em regiões microvasculares que alimentam o tecido lesado. Estas micropartículas aniquilam as células cancerosas por meio da radiação &beta;-, e, quando simultaneamente emitem raios &gamma;, podem também ser utilizadas para imageamento do tumor. As partículas vítreas devem possuir o formato esférico para não provocar hemorragias desnecessárias e também diâmetro adequado para otimizar o bloqueio efetivo da alimentação do tumor e evitar a migração para outros órgãos que poderia causar doses em tecidos sadios. Além disso, devem ter durabilidade química adequada e não serem citotóxicas. A distribuição do tamanho de microesferas depende de muitos parâmetros como a razão de aspecto, formação de aglomerados, e temperatura de processamento. No presente trabalho é apresentado um estudo do processo de esferolização de partículas vítreas caracterizadas por difração de raios X, espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva, área superficial específica, teste de citotoxicidade e calorimetria exploratória diferencial. Foram determinadas a taxa de dissolução do vidro em água destilada a 90oC (DR~10-8g.cm-2.min-1), densidade (2,79g.cm-3), viscosidade e granulometria. A morfologia das microesferas foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura antes e após os testes de dissolução em SBF e irradiação por feixe de nêutrons. Propõem-se o peneiramento para seleção das microesferas apropriadas para o tratamento pretendido e testes in vivo visando a sua aplicação em radioterapia interna seletiva.

Palavras-Chave: radiotherapy; internal irradiation; liver cells; glass; microspheres; radioisotopes; x-ray diffraction; fluorescence spectroscopy; carcinomas

BARROS FILHO, ERALDO C. Estudo do processo de esferolização de partículas vítreas visando à aplicação em radioterapia interna seletiva. Orientador: José Roberto Martinelli. 2012. 116 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2012.tde-03042012-094846. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10082. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A braquiterapia de baixas taxas de dose realizada com sementes de 125I tem sido amplamente usada por décadas em variados sítios anatômicos, com bons resultados clínicos. O advento de algoritmos para cálculo de dose baseados em modelos (MBDCAs) permitiu aprimorar oestudo de deposição da dose considerando heterogeneidades como diferentes tecidos, órgãos,aplicadores com composições diferentes da água, proporcionando a análise em geometriascomplexas. As simulações matemáticas realizadas através destes algoritmos possibilitam odesenvolvimento de modelos fisicamente mais acurados que estendem sua aplicabilidade àverificação de sistemas de planejamento em braquiterapia. Neste trabalho foram estudadasconfigurações de objetos simuladores confeccionados para medidas experimentais e simuladosatravés do código MCNP de Monte Carlo a fim de observar as diferenças ocasionadas pelaintrodução de heterogeneidades quando presentes fontes de 125I de baixa taxa de dose. Para estepropósito, distintas as vertentes do tema foram abordadas, entre elas o estudo da influênciaexercida pelos parâmetros de densidade e composição dos materiais tecido equivalentes. Osresultados obtidos demonstraram que, o efeito que a composição de cada um dos materiaisexerce sobre a deposição de dose é mais expressivo que o efeito de sua densidade. Em outroestudo, foi estabelecida uma relação para estimar, de maneira simples, a dose de atenuação detecidos heterogêneos a partir da aferição ou simulação da dose obtida num objeto simuladorconstituído por PMMA, metodologia que pode ser desenvolvida e implementada na rotina clínica.Para complementação das análises dos estudos dosimétricos com a presença deheterogeneidades, foi realizada a validação da geometria simulada da semente de 125I, onde sereproduziu a metodologia de cálculo dosimétrico presente no TG-43 da AAPM. Além disto, foirealizado o estudo teórico da dependência energética dos dosímetros termoluminescentes paraanalisar a variação de sua resposta conforme a energia. A metodologia desenvolvida para oestudo dos efeitos da heterogeneidade na deposição de dose é recomendada na avaliação desistemas de planejamento computadorizados que possuem algoritmos de cálculo de dosebaseados em modelos, quando utilizadas fontes de 125I com baixa taxa de dose, de forma acontribuir na incorporação de novas estimativas de doses com maior acurácia.

Palavras-Chave: prostate; neoplasms; radiotherapy; in vivo; brachytherapy; internal irradiation; radiopharmaceuticals; iodine 125; seeds; radiation dose rate ranges; thermoluminescent dosemeters; response functions; heterogeneous effects; multiplication factors; computer calculations; computer codes; monte carlo method; comparative evaluations

BRANCO, ISABELA S.L. Estudo dos efeitos na dose devido à heterogeneidade em braquiterapia com fontes de I125. Orientador: Hélio Yoriyaz. 2017. 118 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2017.tde-20012017-134741. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/28045. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foram desenvolvidos detectores de radiação Barreira de superfície de silício que fossem capazes de detectar a presença da radiação gama de baixa energia proveniente de sementes de iodo-125 utilizada em tratamentos de braquiterapia. A partir de substratos comerciais de silício foram desenvolvidos os detectores, de uma sequência que partiu de tratamentos químicos nas superfícies destes substratos com a intenção de minimizar os possíveis ruídos gerados, validação das amostras obtidas como diodos, assegurando características detectoras, e a efetiva utilização como detector para fontes radioativas de iodo-125 com energia em torno de 25 kev e amerício-251 com energia na ordem de 59 kev. Finalizou realizando a análise dos espectros de energia obtidos e assim foi possível observar a capacidade destes detectores para mensuração da energia proveniente destas sementes.

Palavras-Chave: radiation detectors; gamma detection; gamma radiation; construction; radiotherapy; brachytherapy; internal irradiation; surface barrier detectors; semiconductor devices; silicon iodides; iodine 125; americium iodides; dosimetry; radiation doses; dose equivalents; comparative evaluations; safety standards

SILVA, JULIO BATISTA RODRIGUES DA. Fabricação e caracterização de detector de Barreira de superfície a partir de substrato de silício comercial. Orientador: Fábio Eduardo da Costa. 2016. 83 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-27062016-144119. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30168. Acesso em: $DATA.

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