Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2017-04-26T11:35:46Z No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2016 Caroline M Barbosa.pdf: 2146360 bytes, checksum: bb7e3963b9807e214b615443710004e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T11:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2016 Caroline M Barbosa.pdf: 2146360 bytes, checksum: bb7e3963b9807e214b615443710004e5 (MD5) Previous issue date: 2016-02 / Na extração offshore, a água produzida pode apresentar características geoquímicas que correspondem à mistura de água de formação (água conata) e da água do mar (água de injeção) e o comportamento físico-químico da água injetada permite variação considerável no índice de salinidade alterando a relação água/óleo e tornando-se difícil prever por cálculos do balanço de massa devido à grande anisotropia dos reservatórios. Um dos métodos para se avaliar o comportamento da água de injeção é determinar o índice de salinidade (cloretos) da água produzida em cada poço. Os fluidos oriundos desta extração são separados nas suas diferentes frações: líquida (hidrocarbonetos e compostos orgânicos e água) e gasosa (gás natural). Para a predição das frações de volume em regimes multifásicos torna-se necessário um monitoramento em tempo real da qualidade da água (índice de salinidade). A densitometria gama é uma técnica não invasiva indicada para medir o índice de salinidade da água e determinar sua interferência no sinal registrado por um detector cintilador. No entanto, essa técnica mostra alta dependência na composição química da fase aquosa, o que afeta consideravelmente a interação da radiação gama de baixa energia com a água salinizada. Este trabalho apresenta uma metodologia baseada nos princípios de atenuação de raios gama, por meio de simulações de Monte Carlo para calcular a influência da salinidade em medidas utilizando meios aquosos. O sistema de detecção utiliza um detector NaI(Tl) e duas fontes de radiação gama (137Cs e 241Am) para calcular o feixe transmitido visando obter os coeficientes de atenuação mássico em amostras salinas. Os sais NaCl, KCl e MgCl2 foram investigados variando o percentual de concentração em 2%, 6%, 10% e 14%, na faixa de energia de 20 a 800 keV. A validação experimental utilizou a amostra de cloreto de sódio (concentrações de 2,5; 2,0; 1,5 e 1,0 Molar) utilizando os valores de radioisótopos conhecidos, com 59,54 keV (241Am); 356,02 keV (133Ba); 662 keV (137Cs); 1,27 MeV (22Na) e 1,33 MeV (60Co). O código computacional MCNP-X foi utilizado para desenvolver a geometria apropriada a ser implementada experimentalmente. Os resultados obtidos na simulação foram validados experimentalmente e comparados valores teóricos do NIST e XCOM apontando boa concordância. Os resultados indicam que é possível utilizar esta metodologia para correção do índice de salinidade em cálculos de frações de volume ou ainda para diferenciar a água de produção da água de injeção utilizando fontes de baixa energia. / In the offshore extraction, the produced water can present geometric characteristics that correspond to the mixture of forming water and the sea water (injection water) and the physical-chemical behavior of the injected water to allow the considerable variation of the salinity index Altering the water / oil ratio and making it difficult to predict mass balance calculations due to the large anisotropy of the reservoirs. One of the methods to evaluate the behavior of the injection water is to determine the salinity index (chlorides) of the water produced in each well. The fluids derived from this extraction are separated into their different fractions: liquid (hydrocarbons and organic compounds and water) and gas (natural gas). A real-time monitoring of water quality (salinity index) is required for pre-editing volume fractions in multiphase regimes. Densitometry is a noninvasive technique indicated to measure the water salinity index and determine its unsigned interference recorded by a scintillator. However, this technique shows high dependence on the chemical composition of the aqueous phase, which considerably affect the interaction of low energy gamma radiation with saline water. This work presents a methodology with our principles of gamma ray attenuation, using Monte Carlo simulations to calculate an influence of salinity on measurements using aqueous medium. The detection system uses a NaI(Tl) detector and two gamma radiation sources (137Cs and 241Am) to calculate the transmitted beam to obtain the maxima attenuation coefficients in salt samples. The NaCl, KCl and MgCl2 salts were investigated by varying the concentration percentage by 2%, 6%, 10% and 14%, in the energy range of 20 to 800 keV. Experimental validation uses a sample of sodium chloride (concentrations of 2.5, 2.0, 1.5 and 1.0 molar) using the known radioisotope values with 59.54 keV (241Am); 356.02 keV (133Ba); 662 keV (137Cs); 1.27 MeV (22Na) and 1.33 MeV (60Co). The MCNP-X computational code was used to develop an appropriate geometry to be implemented experimentally. The results obtained in the simulation were experimentally validated and the theoretical values of NIST and XCOM were compared with good agreement. The results indicate that the methodology for the correction of salinity index in calculations of volume fractions or to differentiate one from the production of injection water in low energy sources.

Este trabalho apresenta uma metodologia de cálculo para a obtenção de doses em estruturas do olho humano, como: esclera, coróide, retina, nervo óptico, corpo vítreo, câmara anterior, lente, além do tumor devido ao tratamento com placas oftálmicas. Construiu-se um modelo de olho humano com suas principais estruturas e dimensões fieis, além de um modelo matemático para uma placa de Co-60 e uma placa de sementes de I-125, levando-se em conta tamanho e disposição geométrica das fontes reais, com o código de Monte Carlo MCNP-4C. Esse modelo é capaz de calcular as distribuições de dose axiais e radiais para qualquer ponto do olho e para cada uma de suas estruturas. Construiu-se, também, um simulador de acrílico para o olho. Esse simulador é formado por uma esfera de acrílico fatiada em lâminas de 1 mm de espessura para simular as mesmas condições de simulação realizada pelos código MCNP-4C, fornecendo as doses axiais e radiais em filmes radiográficos. O simulador foi utilizado para validar os cálculos realizados com o código MCNP-4C. Os dados obtidos desse modelo matemático servirão para montar um banco de dados de doses para todas as estruturas do olho, posições e tamanhos de tumores e quaisquer placas oftálmicas utilizadas para tratamento. Esse banco de dados será a parte principal para a construção de um “software" nacional para cálculos de dose, que poderá fazer parte de um sistema de planejamento confiável para ser utilizado em radioterapia/braquiterapia. / This work presents a calculational methodology for dose determination in human eye structures, such as: sclera, choroid, retina, lens, vitreous body, optic nerve and disc, and cornea, as well as tumor due to treatment to the eye plaques. A human eye model was constructed taking into consideration its main structural and dimension characteristics. Beyond that a mathematical model for the Co-60 and I-125 plaques with all geometric details were built employing the MCNP-4C code. This model is able to calculate the axial and radial doses in any point of the eye and for each of its structures. An acrylic eye simulator was also built with the aim to obtain experimental results for the both model validations. This simulator is made of an acrylic sphere split into foils of 1 mm thickness which allow the introduction a radiographic film to measure the axial and radial doses. The experimental data were used to validate the MCNP-4C results. The data from the mathematical model will serve as the basis to build a data bank for all the eye structures allowing different position and sizes of tumor as well as the replacement of all ophthalmic plaques used in the treatment. This data bank will be the principal part for the construction of a national software for the dose calculation and can be of great help for a reliable treatment system planning in radiotherapy/brachytherapy.

Este trabalho apresenta uma metodologia de cálculo para a obtenção de doses em estruturas do olho humano, como: esclera, coróide, retina, nervo óptico, corpo vítreo, câmara anterior, lente, além do tumor devido ao tratamento com placas oftálmicas. Construiu-se um modelo de olho humano com suas principais estruturas e dimensões fieis, além de um modelo matemático para uma placa de Co-60 e uma placa de sementes de I-125, levando-se em conta tamanho e disposição geométrica das fontes reais, com o código de Monte Carlo MCNP-4C. Esse modelo é capaz de calcular as distribuições de dose axiais e radiais para qualquer ponto do olho e para cada uma de suas estruturas. Construiu-se, também, um simulador de acrílico para o olho. Esse simulador é formado por uma esfera de acrílico fatiada em lâminas de 1 mm de espessura para simular as mesmas condições de simulação realizada pelos código MCNP-4C, fornecendo as doses axiais e radiais em filmes radiográficos. O simulador foi utilizado para validar os cálculos realizados com o código MCNP-4C. Os dados obtidos desse modelo matemático servirão para montar um banco de dados de doses para todas as estruturas do olho, posições e tamanhos de tumores e quaisquer placas oftálmicas utilizadas para tratamento. Esse banco de dados será a parte principal para a construção de um “software” nacional para cálculos de dose, que poderá fazer parte de um sistema de planejamento confiável para ser utilizado em radioterapia/braquiterapia. / This work presents a calculational methodology for dose determination in human eye structures, such as: sclera, choroid, retina, lens, vitreous body, optic nerve and disc, and cornea, as well as tumor due to treatment to the eye plaques. A human eye model was constructed taking into consideration its main structural and dimension characteristics. Beyond that a mathematical model for the Co-60 and I-125 plaques with all geometric details were built employing the MCNP-4C code. This model is able to calculate the axial and radial doses in any point of the eye and for each of its structures. An acrylic eye simulator was also built with the aim to obtain experimental results for the both model validations. This simulator is made of an acrylic sphere split into foils of 1 mm thickness which allow the introduction a radiographic film to measure the axial and radial doses. The experimental data were used to validate the MCNP-4C results. The data from the mathematical model will serve as the basis to build a data bank for all the eye structures allowing different position and sizes of tumor as well as the replacement of all ophthalmic plaques used in the treatment. This data bank will be the principal part for the construction of a national software for the dose calculation and can be of great help for a reliable treatment system planning in radiotherapy/brachytherapy.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2016-05-13T13:22:37Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-05-13T13:22:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2016-04 / Este trabalho apresenta uma metodologia baseada nos princípios de atenuação de raios gama para a identificação de frações de volume em sistemas bifásicos compostos por óleo-gás e água-gás que são encontrados na indústria petrolífera offshore e onshore. Esta metodologia baseia-se no reconhecimento de contagens por segundo no fotopico da fonte de radiação, utilizando um sistema de detecção composto por um detector de Nal(TI), uma fonte de Cs137 sem colimação posicionada a 180º com relação ao detector em um regime de fluxo estratificado liso. A modelagem matemática para a simulação computacional utilizando o código Monte Carlo N-Particle eXtended (MCNP-X) foi realizada utilizando as medições experimentais das características do detector (resolução energética e eficiência), das características dos materiais água e óleo (densidade e coeficiente de atenuação) e a medição das frações de volume. Para a predição destas frações foram utilizadas redes neurais artificiais (RNAs) e para se obter um treinamento adequado das RNAs para a predição das frações de volume foram simuladas no código MCNP-X um maior número de frações de volume. Dados experimentais foram utilizados no conjunto de padrões necessários para a validação das RNAs e os dados gerados por meio do código computacional MCNP-X foram utilizados nos conjuntos de treinamento e teste das RNAs. Foram utilizadas RNAs do tipo feed-forward multilayer perceptron (MLP) e analisadas duas funções de treinamento, Levenberg-Marquadt (LM) e gradiente descendente com momento (GDM), ambas utilizando o algoritmo de treinamento Backpropagation. As RNAs identificaram corretamente as frações de volume no sistema multifásico, com erros relativos médios inferiores a 1,21%, possibilitando a aplicação desta metodologia para tal propósito

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2018-04-27T12:15:53Z No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2018 Roos Sophia de Freitas Dam.pdf: 1402693 bytes, checksum: 6a8bc7c98b0b3e3e3d55619f51dd2f72 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-27T12:15:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2018 Roos Sophia de Freitas Dam.pdf: 1402693 bytes, checksum: 6a8bc7c98b0b3e3e3d55619f51dd2f72 (MD5) Previous issue date: 2018-02 / Agitadores ou misturadores são amplamente utilizados nas indústrias química, farmacêutica e de cosméticos quando processos como dispersão e homogeneização são desejados. Estes equipamentos são utilizados para misturar líquidos, promover reações de substâncias químicas, manter líquidos homogêneos durante armazenamento Agitadores industriais são construídos com características específicas para cada aplicação, dependendo de parâmetros como densidade, fase e viscosidade dos produtos a serem agitados. Durante a produção de um produto, o equipamento pode falhar e comprometer o procedimento de agitação ou mistura, tornando-se necessário avaliar o desempenho do misturador. Desta forma, é muito importante ter uma ferramenta de diagnóstico e de desempenho para unidades industriais visando garantir a qualidade do produto. O método utilizado neste trabalho baseia-se nos princípios da técnica de Rastreamento de Partícula Radioativa, que correlaciona as contagens obtidas por um arranjo de detectores com a posição instantânea ocupada por uma partícula radioativa. A geometria de detecção desenvolvida utiliza oito detectores cintiladores de NaI(Tl), uma fonte pontual de 137Cs (662 keV) com emissão isotrópica de raios gama e um tubo de policloreto de vinila como seção de teste. O modelo matemático foi desenvolvido utilizando o código MCNP-X, onde inicialmente o tubo é preenchido com ar e a partícula radioativa é posicionada em seu interior. Em um segundo momento, o tubo é preenchido com uma mistura de concreto. Nas duas situações, o algoritmo de localização utilizado pela rede foi capaz de predizer a posição instantânea da partícula radioativa. / Agitators or mixers are highly used in the chemical, pharmaceutical and cosmetic industries when processes such as dispersion and homogenization are desired. This equipment is used to mix liquids, promote reactions of chemical substances, keep homogeneous liquid bulk during storage. Agitators and mixers are designed for each application with specific configurations, depending on the characteristics, such as density, phase and viscosity of the agitated product. During the production process, the equipment may fail and compromise the stirring or mixing procedure, thus it is very important to have a diagnosis tool for these industrial units to assure the quality of the product. The method here presented is based on the principles of the radioactive particle tracking technique, which correlates the counts obtained by an array of detectors with the instantaneous position of the radioactive particle. The detection geometry developed in this work employs eight NaI(Tl) scintillation detectors, a 137Cs (662 keV) point source with isotropic emission of gamma-rays and a polyvinyl chloride tube as a test section. The mathematical model was developed using the MCNP-X code, where the tube is first filled with air and the radioactive particle is positioned inside it. Then, the tube is filled with a concrete mixture. In both situations, the search algorithm given by the network was capable to predict the instantaneous position of the radioactive particle.

As expectativas da Organização Mundial de Saúde para o ano de 2030 são que o número de mortes por câncer seja de aproximadamente 13,2 milhões, evidenciando a elevada parcela desta doença no problema de saúde mundial. Com relação ao câncer de próstata, de acordo com o Instituto Nacional do Câncer, o número de casos diagnosticados no mundo em 2012 foi de aproximadamente 1,1 milhão, enquanto que no Brasil os dados indicam a incidência de 68 mil novos casos. O tratamento deste tipo de neoplasia pode ser realizado com cirurgia (prostatectomia) ou radioterapia. Dentre a radioterapia, podemos destacar a técnica de braquiterapia, a qual consiste na introdução (implante) de pequenas fontes radioativas (sementes) no interior da próstata, onde será entregue um valor elevado de dose no volume de tratamento e baixa dose nos tecidos ao redor. No Brasil, a classe médica estima uma demanda de aproximadamente 8000 sementes/mês, sendo o custo unitário de cada semente de pelo menos U$ 26,00. A Associação Americana de Físicos na Medicina publicou alguns documentos descrevendo quais parâmetros e análises devem ser realizadas para avaliações da distribuição de dose, como por exemplo, os parâmetros Constante de taxa de dose, Função radial e Função de anisotropia. Estes parâmetros podem ser obtidos através de medidas experimentais da distribuição de dose ou por simulações computacionais. Neste trabalho foram determinados os parâmetros dosimétricos da semente OncoSeed-6711 da empresa Oncura-GEHealthcare e da semente desenvolvida pelo Grupo de Dosimetria de Fontes de Braquiterapia do Centro de Tecnologia das Radiações (CTR IPEN-CNEN/SP) por simulação computacional da distribuição de dose utilizando o código MCNP5, baseado no Método de Monte Carlo. A semente 6711 foi modelada, assim como um sistema dosimétrico constituído por um objeto simulador cúbico de 30x30x30 cm3 preenchido com água. Os valores obtidos da semente 6711 foram comparados com alguns apresentados na literatura, onde o parâmetro Constante de taxa de dose apresentou erro relativo em relação ao valor publicado no TG- 43 de 0,1%, sendo que os outros parâmetros analisados também apresentaram boa concordância com os valores publicados na literatura. Deste modo, pode-se considerar que os parâmetros utilizados nas simulações (espectro, modelagem geométrica e avaliação de resultados) estão compatíveis com outros estudos, sendo estes parâmetros também utilizados nas simulações da semente do IPEN. Considerando as análises de incerteza estatística, os valores obtidos da semente do IPEN são semelhantes aos valores da semente 6711. / Expectations of the World Health Organization for the year 2030 are that the number of cancer deaths is approximately 13.2 million, reflecting the high proportion of this disease in global health issue. With respect to prostate cancer, according to the National Cancer Institute, the number of cases diagnosed worldwide in 2012 was approximately 1.1 million, while in Brazil the data demonstrated the incidence of 68,000 new cases. The treatment of cancer can be performed with surgery (prostatectomy) or radiation therapy. Among radiotherapy, we can highlight the brachytherapy technique, which consists in the introduction of small radioactive sources (seeds) within the prostate, which is delivered a high dose value in the treatment volume and low dose in the surrounding tissues. In Brazil, the medical profession estimates a demand of approximately 8000 seeds / month, and the unit cost of each seed at least US $ 26.00. The AAPM protocol TG-43 recommend the dose-rate constant, radial dose function and anisotropy function for dosimetric analysis LDR brachytherapy seeds. In this work, Monte Carlo simulations were performed in order to assess the dosimetric parameters of the OncoSeed-6711, manufactured by Oncura-GEHealthcare, and a seed developed by Radiation Technology Center, using the MCNP5 code. A 6711 seed, anIPEN seed and the 30x30x30cm3phantom filled with water were modeled to simulatethe dose distribution. The 6711 seed parameters were compared with literature, and the results presented relative error less than 0.1% for Λ. In comparison with the 6711 seed, the IPEN model seed dosimetric parameters were similar, account the statistical uncertainty.

As expectativas da Organização Mundial de Saúde para o ano de 2030 são que o número de mortes por câncer seja de aproximadamente 13,2 milhões, evidenciando a elevada parcela desta doença no problema de saúde mundial. Com relação ao câncer de próstata, de acordo com o Instituto Nacional do Câncer, o número de casos diagnosticados no mundo em 2012 foi de aproximadamente 1,1 milhão, enquanto que no Brasil os dados indicam a incidência de 68 mil novos casos. O tratamento deste tipo de neoplasia pode ser realizado com cirurgia (prostatectomia) ou radioterapia. Dentre a radioterapia, podemos destacar a técnica de braquiterapia, a qual consiste na introdução (implante) de pequenas fontes radioativas (sementes) no interior da próstata, onde será entregue um valor elevado de dose no volume de tratamento e baixa dose nos tecidos ao redor. No Brasil, a classe médica estima uma demanda de aproximadamente 8000 sementes/mês, sendo o custo unitário de cada semente de pelo menos U$ 26,00. A Associação Americana de Físicos na Medicina publicou alguns documentos descrevendo quais parâmetros e análises devem ser realizadas para avaliações da distribuição de dose, como por exemplo, os parâmetros Constante de taxa de dose, Função radial e Função de anisotropia. Estes parâmetros podem ser obtidos através de medidas experimentais da distribuição de dose ou por simulações computacionais. Neste trabalho foram determinados os parâmetros dosimétricos da semente OncoSeed-6711 da empresa Oncura-GEHealthcare e da semente desenvolvida pelo Grupo de Dosimetria de Fontes de Braquiterapia do Centro de Tecnologia das Radiações (CTR IPEN-CNEN/SP) por simulação computacional da distribuição de dose utilizando o código MCNP5, baseado no Método de Monte Carlo. A semente 6711 foi modelada, assim como um sistema dosimétrico constituído por um objeto simulador cúbico de 30x30x30 cm3 preenchido com água. Os valores obtidos da semente 6711 foram comparados com alguns apresentados na literatura, onde o parâmetro Constante de taxa de dose apresentou erro relativo em relação ao valor publicado no TG- 43 de 0,1%, sendo que os outros parâmetros analisados também apresentaram boa concordância com os valores publicados na literatura. Deste modo, pode-se considerar que os parâmetros utilizados nas simulações (espectro, modelagem geométrica e avaliação de resultados) estão compatíveis com outros estudos, sendo estes parâmetros também utilizados nas simulações da semente do IPEN. Considerando as análises de incerteza estatística, os valores obtidos da semente do IPEN são semelhantes aos valores da semente 6711. / Expectations of the World Health Organization for the year 2030 are that the number of cancer deaths is approximately 13.2 million, reflecting the high proportion of this disease in global health issue. With respect to prostate cancer, according to the National Cancer Institute, the number of cases diagnosed worldwide in 2012 was approximately 1.1 million, while in Brazil the data demonstrated the incidence of 68,000 new cases. The treatment of cancer can be performed with surgery (prostatectomy) or radiation therapy. Among radiotherapy, we can highlight the brachytherapy technique, which consists in the introduction of small radioactive sources (seeds) within the prostate, which is delivered a high dose value in the treatment volume and low dose in the surrounding tissues. In Brazil, the medical profession estimates a demand of approximately 8000 seeds / month, and the unit cost of each seed at least US $ 26.00. The AAPM protocol TG-43 recommend the dose-rate constant, radial dose function and anisotropy function for dosimetric analysis LDR brachytherapy seeds. In this work, Monte Carlo simulations were performed in order to assess the dosimetric parameters of the OncoSeed-6711, manufactured by Oncura-GEHealthcare, and a seed developed by Radiation Technology Center, using the MCNP5 code. A 6711 seed, anIPEN seed and the 30x30x30cm3phantom filled with water were modeled to simulatethe dose distribution. The 6711 seed parameters were compared with literature, and the results presented relative error less than 0.1% for Λ. In comparison with the 6711 seed, the IPEN model seed dosimetric parameters were similar, account the statistical uncertainty.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-07-05T19:39:13Z No. of bitstreams: 1 Frank Sinatra Gomes da Silva.pdf: 1131089 bytes, checksum: 2c4bf5cf9af313b266e2630e4726c0c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T19:39:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Frank Sinatra Gomes da Silva.pdf: 1131089 bytes, checksum: 2c4bf5cf9af313b266e2630e4726c0c9 (MD5) Previous issue date: 2008-02-25 / The Monte Carlo method is an important tool to simulate radioactive particles interaction with biologic medium. The principal advantage of the method when compared with deterministic methods is the ability to simulate a complex geometry. Several computational codes use the Monte Carlo method to simulate the particles transport and they have the capacity to simulate energy deposition in models of organs and/or tissues, as well models of cells of human body. Thus, the calculation of the absorbed dose to thyroid’s follicles (compound of colloid and follicles’ cells) have a fundamental importance to dosimetry, because these cells are radiosensitive due to ionizing radiation exposition, in particular, exposition due to radioisotopes of iodine, because a great amount of radioiodine may be released into the environment in case of a nuclear accidents. In this case, the goal of this work was use the code of particles transport MNCP4C to calculate absorbed doses in models of thyroid’s follicles, for Auger electrons, internal conversion electrons and beta particles, by iodine-131 and short-lived iodines (131, 132, 133, 134 e 135), with diameters varying from 30 to 500 μm. The results obtained from simulation with the MCNP4C code shown an average percentage of the 25% of total absorbed dose by colloid to iodine- 131 and 75% to short-lived iodine’s. For follicular cells, this percentage was of 13% toiodine-131 and 87% to short-lived iodine’s. The contributions from particles with low energies, like Auger and internal conversion electrons should not be neglected, to assessment the absorbed dose in cellular level. Agglomerative hierarchical clustering was used to compare doses obtained by codes MCNP4C, EPOTRAN, EGS4 and by deterministic methods. / O método Monte Carlo é uma poderosa ferramenta para simular a interação de partículas radioativas com a matéria biológica. A principal vantagem do método, quando comparado com métodos determinísticos, tem sido a habilidade de adequarse de forma precisa a qualquer geometria complexa. Vários códigos computacionais simulam o transporte de partículas via método Monte Carlo, com capacidade para simular o depósito de energia em modelos geométricos que vão desde órgãos e/ou tecidos do corpo, como em modelos de células pertencentes a órgãos do corpo humano. Nesse sentido, o cálculo da dose absorvida pelos folículos tiroideanos (composto de colóide e células foliculares) tem sido de fundamental importância na dosimetria, uma vez que essas células são bastante radiosensíveis à exposição pela radiação ionizante, em particular exposição essa devido aos radioisótopos de iodo, que são resultados de produtos de fissão em casos de acidentes nucleares. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi o de utilizar o código para transporte de partículas MCNP4C para calcular doses absorvidas em modelos de folículos tiroideanos, devido aos elétrons Auger, elétrons de conversão interna e partículas beta, do iodo-131 e dos isótopos de meia-vida curta (iodos 132, 133, 134 e 135),para folículos com diâmetros que variaram de 30 até 500 μm. Os resultados obtidos pela simulação com o MCNP4C apresentaram um percentual médio de 25% da dose total absorvida pelo colóide para o iodo-131 e de 75% para os iodos de meia-vida curta. Para as células foliculares, esse percentual foi em média de 13% para o iodo- 131 e de 87% para os iodos de meia-vida curta, ressaltando assim a importância de simular partículas de baixa energia, como os elétrons Auger e elétrons de conversão interna, para a avaliação da dose absorvida a nível celular. Técnicas hierárquicas de análise de agrupamento foram usadas para comparações entre doses obtidas pelos códigos MCNP4C, EPOTRAN, EGS4 e doses calculadas por métodos determinísticos.

Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-09-27T15:49:43Z No. of bitstreams: 1 CESAR MARQUES SALGADO D.PDF: 3287236 bytes, checksum: e8cb423520d25b201049a40e5dc0babf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-27T15:49:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CESAR MARQUES SALGADO D.PDF: 3287236 bytes, checksum: e8cb423520d25b201049a40e5dc0babf (MD5) Previous issue date: 2010-02 / Este trabalho apresenta uma nova metodologia baseada nos princípios de atenuação de raios gama, por meio de simulações de Monte Carlo (MC), e redes neurais artificiais (RNAs) supervisionadas para predições de frações de volume e identificação de regimes de fluxo em sistemas multifásicos tipo, gás, água e óleo encontrados na indústria petrolífera off-shore. O princípio baseia-se no reconhecimento das distribuições de altura de pulsos obtidas por detectores cintiladores que são utilizadas inteiramente para alimentar de forma simultânea as RNAs. As curvas-resposta (resolução energética e eficiência) de um detector real são consideradas. O sistema de detecção simulado utiliza dois detectores NaI(Tl) e duas energias de raios gama com feixe largo. A geometria proposta considera os feixes transmitido e espalhado tornando o sistema menos dependente do regime de fluxo. O conjunto de padrões necessário para treinamento e avaliação das RNAs foi gerado por meio do código computacional MCNP-X baseado no método de MC a partir de modelos teóricos ideais e estáticos de regimes multifásicos - anular, estratificado e homogêneo. As RNAs mapearam adequadamente os dados simulados com as frações de volume sem a necessidade do conhecimento, a priori, do regime de fluxo. As RNAs identificaram corretamente todos os regimes com predição satisfatória das frações de volume em sistemas multifásicos indicando a possibilidade de aplicação desta metodologia para tal propósito. / This work presents a new methodology for flow regimes identification and volume fractions prediction in gas-water-oil multiphase systems found in off-shore petroleum industry. The approach is based on gamma-ray pulse height distributions (PHDs) pattern recognition by means the artificial neural networks (ANNs). The detection system uses appropriate fan beam geometry, comprised of a dual-energy gamma-ray source and two NaI(Tl) detectors adequately positioned in order calculate transmitted and scattered beams, which makes it less dependent on the flow regime. The system comprises four ANNs, the first identifies the flow regime and the other three ANNs are specialized in volume fraction prediction for each specific regime. The PHDs are directly used by the ANNs without any parameterization of the measured signal. The energy resolution and efficiency of NaI(Tl) detectors are also considered on the mathematical model. The ideal and static theoretical models for annular, stratified and homogenous flow regimes have been developed using MCNP-X mathematical code (simulations by means of Monte Carlo method), which was used to provide training, test and validation data for the ANNs. The proposed ANNs could correctly identified all three different regimes with satisfactory prediction of volume fraction in gas-water-oil multiphase system demonstrating to be a promising approach for this purpose.