Um sistema de referência para determinação do equivalente de dose pessoal, HP (10), e um programa de controle da qualidade de sistemas geradores de raios X utilizados em radioproteção inclui a verificação periódica da constância dos feixes de raios X empregados na calibração de instrumentos medidores de radiação em laboratórios de calibração de instrumentos. Neste trabalho foram desenvolvidas duas câmaras de ionização de placas paralelas inseridas em objetos simuladores de tronco humano. Uma das câmaras de ionização possui eletrodo coletor de grafite, para a medida do equivalente de dose pessoal; a segunda câmara de ionização foi confeccionada com eletrodo coletor de alumínio para, juntamente com a primeira câmara de ionização, formarem um sistema Tandem. A dependência energética diferente da resposta das duas câmaras de ionização é que permite a formação do sistema Tandem, que apresenta grande utilidade na verificação da constância de feixes de radiação X. Foram ainda implantados feixes padronizados de radiação X de energias médias (48 keV a 118 keV), nível radioproteção, por meio do desenvolvimento de uma metodologia dosimétrica e da análise dos parâmetros físicos destes feixes. As câmaras desenvolvidas foram testadas em relação às suas características operacionais e foram calibradas em feixes de radiação X, níveis radioproteção, radiodiagnóstico, mamografia e radioterapia, e ainda em campos de radiação gama, seguindo as recomendações internacionais. Apresentaram bom desempenho. Foi estabelecido o procedimento da determinação do equivalente de dose pessoal, Hp (10). / A reference system for the determination of the personal dose equivalent, HP (10), and a quality control program of X-ray equipments used in radioprotection require the periodic verification of the X-ray beams constancy. In this work, two parallel-plate ionization chambers were developed with inner electrodes of different materials, and inserted into PMMA slab phantoms. One ionization chamber was developed with inner carbon electrodes and the other with inner aluminium electrodes. The two ionization chambers can be used as a Tandem system. The different energy response of the two ionization chambers allowed the development of the Tandem system that is very useful for the checking of the constancy of beam qualities. Standard intermediary energy X-ray beams (from 48 keV to 118 keV), radioprotection level, were established through the development of a dosimetric methodology and the analysis of their physical parameters. The ionization chambers were studied in relation to their operational characteristics, and they were calibrated in X-ray beams (radioprotection, diagnostic radiology, mammography and radiotherapy levels) in accordance to international recommendations. They presented good performance. The determination procedure of personal dose equivalent, HP (10), was established.

Profissionais da área aeronáutica, como pilotos e comissários de bordo, são submetidos a doses de radiação de origem cósmica, que podem ser maiores do que as doses médias dos trabalhadores da indústria nuclear. A diversidade de partículas de altas energias presentes no campo de radiação a bordo das aeronaves torna complexa a mensuração da dose e requer cuidados especiais em relação aos sistemas de dosimetria a serem empregados nesta área. A Força Aérea Brasileira, por meio de seu Instituto de Estudos Avançados (IEAv /DCTA), em conjunto com o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN / CNEN -SP) vem estudando o assunto desde 2008. Um protótipo de detector de radiação passivo para medições em aeronaves foi previamente construído e testado em condições de voo e de laboratório. O detector é capaz de medir a grandeza dosimétrica conhecida como dose absorvida (usando dosímetros passivos), que serão posteriormente correlacionados ao equivalente de dose ambiente e à dose efetiva recebidos por profissionais da área aeronáutica. Neste contexto, uma abordagem teórica por meio de simulações Monte Carlo com os códigos computacionais MCNP5 e MCNPX, foi usada para modelar e caracterizar a resposta do detector em determinadas condições experimentais. Este trabalho apresenta os resultados preliminares da modelagem computacional, com ênfase especial na comparação entre a grandeza fundamental dose absorvida (mensurada e simulada) e sua relação com o equivalente de dose ambiente e dose efetiva para este detector. / Aircrews, as pilots and flight attendants, are subjected to cosmic ray doses which can be higher than the average doses on workers from the nuclear industry. The diversity of particles of high energies present in the radiation field on board of aircrafts, turns the determination of the incident dose and requires special care regarding dosimetric systems to be used in this kind of field. The Brazilian Air Force, through the Institute for Advanced Studies (Instituto de Estudos Avançados, IEAv/DCTA) in conjunction with the Institute of Energetic and Nuclear Research (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN/CNEN-SP) are working on this subject since 2008. A prototype of a radiation detector for aircraft measurements was previously built and tested in flight and laboratory conditions. The detector is able of measuring a quantity known as absorbed dose (using passive dosimeters), which will subsequently be correlated to the ambient dose equivalent and the effective dose received by aircrews. In this context, a theoretical approach through Monte Carlo simulations with the computational codes MCNP5 and MCNPX was used to model and characterize the detector response at such experimental conditions. This work presents the preliminary results of the computational modeling, with special emphasis on the comparison between the absorbed dose quantity (measured and simulated) and its relationship with the ambient dose equivalent and the effective Dose for this detector.

Um sistema de referência para determinação do equivalente de dose pessoal, HP (10), e um programa de controle da qualidade de sistemas geradores de raios X utilizados em radioproteção inclui a verificação periódica da constância dos feixes de raios X empregados na calibração de instrumentos medidores de radiação em laboratórios de calibração de instrumentos. Neste trabalho foram desenvolvidas duas câmaras de ionização de placas paralelas inseridas em objetos simuladores de tronco humano. Uma das câmaras de ionização possui eletrodo coletor de grafite, para a medida do equivalente de dose pessoal; a segunda câmara de ionização foi confeccionada com eletrodo coletor de alumínio para, juntamente com a primeira câmara de ionização, formarem um sistema Tandem. A dependência energética diferente da resposta das duas câmaras de ionização é que permite a formação do sistema Tandem, que apresenta grande utilidade na verificação da constância de feixes de radiação X. Foram ainda implantados feixes padronizados de radiação X de energias médias (48 keV a 118 keV), nível radioproteção, por meio do desenvolvimento de uma metodologia dosimétrica e da análise dos parâmetros físicos destes feixes. As câmaras desenvolvidas foram testadas em relação às suas características operacionais e foram calibradas em feixes de radiação X, níveis radioproteção, radiodiagnóstico, mamografia e radioterapia, e ainda em campos de radiação gama, seguindo as recomendações internacionais. Apresentaram bom desempenho. Foi estabelecido o procedimento da determinação do equivalente de dose pessoal, Hp (10). / A reference system for the determination of the personal dose equivalent, HP (10), and a quality control program of X-ray equipments used in radioprotection require the periodic verification of the X-ray beams constancy. In this work, two parallel-plate ionization chambers were developed with inner electrodes of different materials, and inserted into PMMA slab phantoms. One ionization chamber was developed with inner carbon electrodes and the other with inner aluminium electrodes. The two ionization chambers can be used as a Tandem system. The different energy response of the two ionization chambers allowed the development of the Tandem system that is very useful for the checking of the constancy of beam qualities. Standard intermediary energy X-ray beams (from 48 keV to 118 keV), radioprotection level, were established through the development of a dosimetric methodology and the analysis of their physical parameters. The ionization chambers were studied in relation to their operational characteristics, and they were calibrated in X-ray beams (radioprotection, diagnostic radiology, mammography and radiotherapy levels) in accordance to international recommendations. They presented good performance. The determination procedure of personal dose equivalent, HP (10), was established.

Profissionais da área aeronáutica, como pilotos e comissários de bordo, são submetidos a doses de radiação de origem cósmica, que podem ser maiores do que as doses médias dos trabalhadores da indústria nuclear. A diversidade de partículas de altas energias presentes no campo de radiação a bordo das aeronaves torna complexa a mensuração da dose e requer cuidados especiais em relação aos sistemas de dosimetria a serem empregados nesta área. A Força Aérea Brasileira, por meio de seu Instituto de Estudos Avançados (IEAv /DCTA), em conjunto com o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN / CNEN -SP) vem estudando o assunto desde 2008. Um protótipo de detector de radiação passivo para medições em aeronaves foi previamente construído e testado em condições de voo e de laboratório. O detector é capaz de medir a grandeza dosimétrica conhecida como dose absorvida (usando dosímetros passivos), que serão posteriormente correlacionados ao equivalente de dose ambiente e à dose efetiva recebidos por profissionais da área aeronáutica. Neste contexto, uma abordagem teórica por meio de simulações Monte Carlo com os códigos computacionais MCNP5 e MCNPX, foi usada para modelar e caracterizar a resposta do detector em determinadas condições experimentais. Este trabalho apresenta os resultados preliminares da modelagem computacional, com ênfase especial na comparação entre a grandeza fundamental dose absorvida (mensurada e simulada) e sua relação com o equivalente de dose ambiente e dose efetiva para este detector. / Aircrews, as pilots and flight attendants, are subjected to cosmic ray doses which can be higher than the average doses on workers from the nuclear industry. The diversity of particles of high energies present in the radiation field on board of aircrafts, turns the determination of the incident dose and requires special care regarding dosimetric systems to be used in this kind of field. The Brazilian Air Force, through the Institute for Advanced Studies (Instituto de Estudos Avançados, IEAv/DCTA) in conjunction with the Institute of Energetic and Nuclear Research (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN/CNEN-SP) are working on this subject since 2008. A prototype of a radiation detector for aircraft measurements was previously built and tested in flight and laboratory conditions. The detector is able of measuring a quantity known as absorbed dose (using passive dosimeters), which will subsequently be correlated to the ambient dose equivalent and the effective dose received by aircrews. In this context, a theoretical approach through Monte Carlo simulations with the computational codes MCNP5 and MCNPX was used to model and characterize the detector response at such experimental conditions. This work presents the preliminary results of the computational modeling, with special emphasis on the comparison between the absorbed dose quantity (measured and simulated) and its relationship with the ambient dose equivalent and the effective Dose for this detector.

<p>Reference radiation fields for x-ray qualities are described by the International Organization of Standards (ISO). This study describes the procedure to establish nine different low energy X-ray qualities at the national metrology laboratory, Swedish Radiation Protection Authority, following the document ISO 4037. Measurements of tube voltage, half-value layer, mean energy and spectral resolution have been performed for qualities N-15, N-20, N-25, N-30, N-40, L-20, L-30, L-35 and L-55. Furthermore, dose equivalent conversion coefficients for operational quantities ambient dose equivalent, personal dose equivalent and directional dose equivalent have been calculated by folding the mono-energetic conversion factors with measured spectral distributions of the x-ray qualities. The spectral distributions were unfolded from pulse-height distributions to photon distributions using simulated data of the semi-conductor detector used for measurements, generated with the Monte Carlo code PENELOPE.</p>

Reference radiation fields for x-ray qualities are described by the International Organization of Standards (ISO). This study describes the procedure to establish nine different low energy X-ray qualities at the national metrology laboratory, Swedish Radiation Protection Authority, following the document ISO 4037. Measurements of tube voltage, half-value layer, mean energy and spectral resolution have been performed for qualities N-15, N-20, N-25, N-30, N-40, L-20, L-30, L-35 and L-55. Furthermore, dose equivalent conversion coefficients for operational quantities ambient dose equivalent, personal dose equivalent and directional dose equivalent have been calculated by folding the mono-energetic conversion factors with measured spectral distributions of the x-ray qualities. The spectral distributions were unfolded from pulse-height distributions to photon distributions using simulated data of the semi-conductor detector used for measurements, generated with the Monte Carlo code PENELOPE.

Os efeitos da radiação ionizante aos seres humanos são sobejamente conhecidos para doses altas e intermediárias, ao passo que há muitas controvérsias sobre os efeitos de irradiações com baixa intensidade. Para que se possa entender melhor tais efeitos é necessário que se conheçam bem essas doses. No presente estudo, fez-se um levantamento da média anual da taxa de equivalente de dose ambiente H*(10) à qual as pessoas estão expostas na cidade de São Paulo, uma vez que inexistem dados a esse respeito na literatura. Para tal, traçou-se rotas de maneira a se cobrir a maior e mais representativa área da cidade e, na escolha dos pontos de coleta de dados, levou-se em consideração principalmente o fator ocupação. Utilizou-se um sistema de espectrometria gama, portátil, que fornece automaticamente, a taxa de H*(10) e o espectro gama medido (no intervalo de 50 a 1670 keV) no local de interesse, dentro de um intervalo de tempo curto por se detectar contribuições de uma fonte muito extensa. As medidas foram realizadas a 1 m do solo e adotou-se 300 s como tempo de medida. Os valores medidos variaram de 33,1 a 152,3 nSv.h-1, descontada a contribuição dos raios cósmicos, o desvio padrão da amostra foi de 22 nSv.h-1 e a média obtida para a cidade de São Paulo foi de 96,1(24) nSv.h-1. Além disto, calcularam-se as médias da taxa de equivalente de dose ambiente para os cinco Núcleos de Saúde nos quais a Secretaria de Saúde do Estado de São Paulo dividiu a cidade. O teste estatístico t de Student indicou uma não homogeneidade do conjunto de dados, com o que se vê necessária a realização de um levantamento mais detalhado a fim de se verificar a natureza de tal diferença. A fim de se comparar o valor médio obtido para a cidade de São Paulo com os valores encontrados na literatura para outras regiões do mundo, converteu-se o valor obtido de equivalente de dose ambiente para dose efetiva. Com isto, pode-se notar que a média anual de dose efetiva para a cidade de São Paulo, de 0,522(13) mSv é superior à estimativa média para o mundo fornecida pelo UNSCEAR – United Nations Scientific Commitee on the Effects of Atomic Radiation, de 0,40 mSv, valor esse que também só leva em conta a contribuição de radiação gama a céu aberto. / The effects of ionizing radiation to the human beings are well known for high and intermediate doses. As far as low level radiation doses are concerned, there is no consensus. In order to get a better understanding of such effects it is necessary to assess the low doses with better accuracy. In this work, it was made an estimate of the annual ambient dose equivalent (H*(10)) to which the people are exposed in the city of São Paulo. Until now there are no data about it available in the literature. For the purpose of this evaluation, a map with various routes covering the largest and more representative area of the city was designed. The choice of points for data collection was made taking into account mainly the occupancy of the region. A portable gamma spectrometry system was used. It furnishes the rate of H*(10) and the measured gamma spectrum (in the range from 50 to 1670 keV) in the place of interest. The measurements were performed in a short time interval, since the gamma radiation arrives from a great extent of soil. Each measurement was done 1 m above the soil during 300 s. The rates of H*(10) varied from 33.1 to 152.3 nSv.h-1, net values, obtained after subtraction of the cosmic rays contribution. The standard deviation was 22 nSv.h-1 for an average for the city of São Paulo of 96.1(24) nSv.h-1. In addition, average values of H*(10) rates for the city Health Divisions were calculated. Those values are not statistically equivalent and the whole set of data could not be treated as one, as the statistical Student test indicated a non homogeneity of the group of data. Hence it is necessary the accomplishment of a more detailed survey in order verify the origin of the discrepancy. The mean value of H*(10) rate obtained for the city of São Paulo was converted to effective dose, in order to be compared with other places’ results. It could be noticed that the annual average of effective dose for the city of São Paulo, 0.522(13) mSv, is superior to the world average estimate of 0.40 mSv, supplied by UNSCEAR – United Nations Scientific Commitee on the Effects of Atomic Radiation, value that also takes into account only the outdoor gamma contribution.

The importance of possible consequences of radiation, possible health hazard of people and the radionuclide contamination of the environment requires securing radiation protection from the very start of any operation, where radioactive substances are being handled with. One of these fields is the uranium industry in which DIAMO, state enterprise, takes an important position, dealing with the extraction and treatment of uranium, effacing the impacts of mining, remediation and disposal. Findings in the field of uranium industry are primarily won in form of research of professional information sources. In the theoretical part of the work, historical data about the founding and development of the organisation DIAMO, state enterprise, about carried out operations and the affect on the environment are being listed. Furthermore, information concerning radiation protection, its history, principles and measures are being elaborated. On the basis of carried out analysis and gauging results the level of secured radiation protection in DIAMO, state enterprise, is being assessed. Comparing the analysis of currently valid legal regulations to the analysis of safety documentation worked out in DIAMO, state enterprise, the fulfilment of requirements of legal standards is being assessed. In areas affected with uranium industry (Příbram, Stráž pod Ralskem, Mydlovary) gauging the dose equivalent power consupmtion of gama radiation has been carried out. In selected sites water and soil samples have been taken to assess the concentration of radionuclides. The results of the research are being compared to the measuremet results from other sources. In conclusion it is possible to state that the results in the carried out research are comparable to the results of similar researches carried out in other countries.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Os efeitos da radiação ionizante aos seres humanos são sobejamente conhecidos para doses altas e intermediárias, ao passo que há muitas controvérsias sobre os efeitos de irradiações com baixa intensidade. Para que se possa entender melhor tais efeitos é necessário que se conheçam bem essas doses. No presente estudo, fez-se um levantamento da média anual da taxa de equivalente de dose ambiente H*(10) à qual as pessoas estão expostas na cidade de São Paulo, uma vez que inexistem dados a esse respeito na literatura. Para tal, traçou-se rotas de maneira a se cobrir a maior e mais representativa área da cidade e, na escolha dos pontos de coleta de dados, levou-se em consideração principalmente o fator ocupação. Utilizou-se um sistema de espectrometria gama, portátil, que fornece automaticamente, a taxa de H*(10) e o espectro gama medido (no intervalo de 50 a 1670 keV) no local de interesse, dentro de um intervalo de tempo curto por se detectar contribuições de uma fonte muito extensa. As medidas foram realizadas a 1 m do solo e adotou-se 300 s como tempo de medida. Os valores medidos variaram de 33,1 a 152,3 nSv.h-1, descontada a contribuição dos raios cósmicos, o desvio padrão da amostra foi de 22 nSv.h-1 e a média obtida para a cidade de São Paulo foi de 96,1(24) nSv.h-1. Além disto, calcularam-se as médias da taxa de equivalente de dose ambiente para os cinco Núcleos de Saúde nos quais a Secretaria de Saúde do Estado de São Paulo dividiu a cidade. O teste estatístico t de Student indicou uma não homogeneidade do conjunto de dados, com o que se vê necessária a realização de um levantamento mais detalhado a fim de se verificar a natureza de tal diferença. A fim de se comparar o valor médio obtido para a cidade de São Paulo com os valores encontrados na literatura para outras regiões do mundo, converteu-se o valor obtido de equivalente de dose ambiente para dose efetiva. Com isto, pode-se notar que a média anual de dose efetiva para a cidade de São Paulo, de 0,522(13) mSv é superior à estimativa média para o mundo fornecida pelo UNSCEAR – United Nations Scientific Commitee on the Effects of Atomic Radiation, de 0,40 mSv, valor esse que também só leva em conta a contribuição de radiação gama a céu aberto. / The effects of ionizing radiation to the human beings are well known for high and intermediate doses. As far as low level radiation doses are concerned, there is no consensus. In order to get a better understanding of such effects it is necessary to assess the low doses with better accuracy. In this work, it was made an estimate of the annual ambient dose equivalent (H*(10)) to which the people are exposed in the city of São Paulo. Until now there are no data about it available in the literature. For the purpose of this evaluation, a map with various routes covering the largest and more representative area of the city was designed. The choice of points for data collection was made taking into account mainly the occupancy of the region. A portable gamma spectrometry system was used. It furnishes the rate of H*(10) and the measured gamma spectrum (in the range from 50 to 1670 keV) in the place of interest. The measurements were performed in a short time interval, since the gamma radiation arrives from a great extent of soil. Each measurement was done 1 m above the soil during 300 s. The rates of H*(10) varied from 33.1 to 152.3 nSv.h-1, net values, obtained after subtraction of the cosmic rays contribution. The standard deviation was 22 nSv.h-1 for an average for the city of São Paulo of 96.1(24) nSv.h-1. In addition, average values of H*(10) rates for the city Health Divisions were calculated. Those values are not statistically equivalent and the whole set of data could not be treated as one, as the statistical Student test indicated a non homogeneity of the group of data. Hence it is necessary the accomplishment of a more detailed survey in order verify the origin of the discrepancy. The mean value of H*(10) rate obtained for the city of São Paulo was converted to effective dose, in order to be compared with other places’ results. It could be noticed that the annual average of effective dose for the city of São Paulo, 0.522(13) mSv, is superior to the world average estimate of 0.40 mSv, supplied by UNSCEAR – United Nations Scientific Commitee on the Effects of Atomic Radiation, value that also takes into account only the outdoor gamma contribution.