Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06215.pdf: 3526908 bytes, checksum: cc8e43873e065cc38e12399bc94209dc (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:47:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Radiação gama com energias maiores que 1,25 MeV são usualmente encontradas em ambientes de reatores, aceleradores de partículas e campos de radiação de origem cósmica. Nestas energias, a resposta de um dosímetro varia fortemente com a espessura de material absorvedor, até atingir um valor máximo conhecido como espessura de equibl^rio de partículas carregadas. O objetivo principal do presente trabalho foi a determinação experimental do perfil de dose absorvida por uma amostra de alumínio, para várias energias de feixes de raios gama, de forma a obter uma relação entre a energia média do campo de radiação gama e a espessura de equilíbrio de partículas carregadas para o alumínio. Os dosímetros foram irradiados com radiação gama produzida pela captura de neutrons térmicos em 23 materiais alvos no arranjo experimental montado no canal tangencial do reator do IPEN-CNEN/SP. Na determinação da camada de equilíbrio de partículas carregadas, foi ajustada aos dados experimentais uma função semi-empirica que permitiu obter a espessura de ETPC (Equilíbrio Transitório de Partículas Carregadas) para cada espectro de radiação gama utilizado neste trabalho, com energia média variando no intervalo de 3,26 a 7,85 MeV. Os resultados experimentais do presente trabalho permitiram obter uma relação entre a energia média do campo de radiação gama e a espessura de ETPC, que apresenta uma excelente concordância com o alcance corrigido dos elétrons gerados naquela energia. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T10:43:39Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-11-10T10:43:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho foi desenvolvido um novo método para a determinação das doses absorvidas nos exames de tomografia computadorizada, utilizando a dosimetria com Fricke gel desenvolvido no IPEN. Foram determinadas as doses absorvidas por diferentes metodologias de análise, como a espectrometria de absorção óptica, câmaras de ionização e imageamento por ressonância magnética. Foram realizados testes de limite mínimo de sensibilidade da solução de Fricke gel, repetitividade de sinal da solução de Fricke gel e dos equipamentos de tomografia computadorizada, sensibilidade de detecção, entre outros. Foram utilizados diferentes equipamentos de tomografia computadorizada com múltiplos detectores. A solução Fricke gel apresentou repetitividade melhor que ± 5,5% utilizando a técnica de espectrofotometria de absorção óptica e os equipamentos de tomografia computadorizada apresentaram repetitividade melhor que ± 0,2%. Foi desenvolvido um objeto simulador de crânio preenchido com a solução Fricke gel para a determinação da colimação total do equipamento e a distribuição de dose utilizando a técnica de imageamento tridimensional por ressonância magnética. A solução Fricke gel apresenta um preparo fácil e relativamente rápido, porém é necessária atenção para não haver contaminação e perder a solução. Com os resultados obtidos foi confirmada a aplicação deste tipo de dosimetria para os equipamentos de tomografia computadorizada. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-04-08T12:38:10Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-04-08T12:38:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / 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. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No campo da medicina, a radiação ionizante é utilizada tanto para fins terapêuticos como para fins diagnósticos, englobando assim um amplo intervalo de doses de diferentes tipos de radiações. Para assegurar que a finalidade da prática esteja sendo alcançada, são necessários estudos detalhados de detectores e dispositivos que respondam a diferentes tipos de radiações. Neste trabalho foi realizada a caracterização dosimétrica de amostras de BeO utilizando as técnicas de termoluminescência (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL) comparando-se as respostas para as radiações alfa, beta e X e propondose um sistema adequado para sua utilização em monitoração de feixes destas radiações. Dentre os principais resultados obtidos estão: alta sensibilidade à radiação beta para ambas as técnicas empregadas, boa reprodutibilidade das respostas TL e OSL (coeficientes de variação inferiores a 5%), uma dependência energética máxima da radiação X de 28% para técnica TL, e de apenas 7% para a técnica OSL, dentro dos intervalos de energia estudados. As características dosimétricas obtidas neste trabalho mostram a possibilidade de aplicação das amostras de BeO em dosimetria das radiações ionizantes X, alfa e beta, considerando os intervalos de dose empregados, pelas técnicas de TL e OSL. Pelos resultados obtidos, as amostras de BeO apresentaram sua utilização potencial para dosimetria de feixes de radiodiagnóstico e radioterapia. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

La thèse présente le développement de capteurs CMOS pour un futur dosimètre électronique neutrons. A côté des systèmes passifs largement répandus, les dosimètres actifs existants ne donnent pas satisfaction, alors qu’ils sont fermement recommandés par une directive européenne (IEC 1323). Le groupe RaMsEs de l’IPHC développe un nouveau concept de dosimètre électronique personnel neutrons à base de capteurs CMOS. Au cours de cette thèse, le circuit intégré AlphaRad2, à très bas bruit et très faible consommation électrique, a été implémenté dans une technologie commerciale. Il intègre un réseau de micro-diodes sur une surface sensible de 6.55 cm2 avec sa chaîne de traitement sur le même substrat de silicium. Des simulations physiques ont permis d’étudier le processus de collection de charge et d’optimiser l'efficacité de collection. La géométrie du capteur est un compromis entre la collection des électrons secondaires et de la capacité totale du détecteur. Le circuit de lecture comprend un amplificateur de charge (CSA), un circuit de mise en forme (shaper) et un discriminateur pour une réponse digitale. Nous présentons une analyse théorique complète du circuit, les paramètres de dessin, ainsi que des tests électriques et des tests en sources de rayonnement. La sensibilité effective du système est au niveau de la particule unique (proton ou alpha), grâce à un très bon rapport signal à bruit. Une série complète de mesures en sources de photons, de neutrons et de particules chargées a permis de démontrer une bonne efficacité aux neutrons rapides et surtout une excellente réjection gamma grâce à l’application d’un seuil électronique approprié. / This thesis presents the development of CMOS sensors for a future neutron sensitive electronic individual dosemeter. Active dosemeters, exist but do not yet give results as satisfactory as passive devices, being however, mandatory for workers in addition to the passive dosimetry since 1995 (IEC 1323). The RaMsEs group in the laboratory IPHC is exploring a new compact device based on CMOS sensors for operational neutron dosimetry. In this thesis, a dedicated sensor, AlphaRad-2, with low noise and very low power consumption (314 μW), has been implemented in a commercial CMOS technology. The AlphaRad-2 integrates the sensing part made of a micro-diode array of 32×32 n-well/p-epi diodes on a sensitive area of 6.55 mm2 and the signal processing electronics on the same silicon substrate. Device physics simulations have been performed to study the charge collection mechanism in diode matrices, and to optimize the collection efficiency and its time properties. The sensor geometry is a compromise between the collection performance and the total capacitance of the detector. A charge sensitive amplifier (CSA), a shaper, and a discriminator are employed in the readout circuit. We present its theoretical analysis, circuit design, and electrical tests. Our device has a sensitivity at the level of one single secondary charge particle (proton or α) thanks to its excellent noise performance. Extensive measurements to radioactive sources of α-particles, photons, and fast neutrons, have demonstrated good detection efficiency to fast neutrons and excellent γ-rejection through applying an appropriate electronic threshold.

Neste trabalho as principais características dosímetricas da solução Fricke Xilenol Gel (FXG) foram estabelecidas para futura aplicação clínica na dosimetria de elétrons. As curvas de dose resposta para feixes de nêutrons térmicos para pesquisa em Terapia por Captura de Nêutrons (BNCT) e feixes elétrons de aplicação industrial também foram determinadas. A técnica padrão de leitura utilizada foi espectrofotometria. Para o feixe clínico as reprodutibilidades intra e inter-lotes da solução FXG são melhores que 1,4 % e 5,1 % respectivamente, o comportamento da resposta para o intervalo de dose entre 0,2 e 40 Gy é linear e independente da energia e da taxa de dose para o intervalo estudado. Devido aos efeitos da oxidação natural do FXG o tempo ótimo entre o preparo e a irradiação é de 24h e o comportamento da curva de dose resposta não se altera no período estudado para a variação da absorvância líquida do dosímetro. Para o estudo com o campo de nêutrons as curvas de dose resposta do FXG apresentaram comportamento linear em todo intervalo de dose estudado, e para campos industriais de elétrons o comportamento é exponencial decrescente. De acordo com os resultados obtidos para os feixes de radiação estudados, não houve alteração na posição das bandas características do espectro de absorção do FXG. Como testes adicionais, foi determinada a viabilidade do uso do método de leitura do FXG por imagens fotográficas digitais e aplicação do FXG na dosimetria para braquiterapia intracavitária. O bom desempenho do dosímetro FXG nos testes realizados indica que este pode ser utilizado na avaliação tridimensional da dose em tratamento radioterápicos. / In this work the main dosimetric characteristics of the Fricke Xylenol Gel (FXG) solution were established for further application in the measurement of dose distribution of clinical electron fields. The dose-response curves of the FXG in a neutron field were also evaluated for the research in Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) and industrial electron fields. The standard reading technique was the spectrophotometric. For the clinical field, the intra and inter-batch reproducibility are better than 1.4% and 5.1 %, respectively, the response presents a linear behavior for doses ranging from 0.2 to 40 Gy independently of the energy and the dose rate in the studied ranges. Due to the effects of the FXG natural oxidation, the optimum elapsed time between FXG preparation and irradiation was established as 24h period and the behavior of the dose-response curve of the FXG using the variation in the absorbance relative to the non-irradiated dosimeter as a basis during the whole studied period were not altered. The dose-response to the industrial electron beam presented an exponential decreasing behavior and the neutron beam for research in BNCT presented a linear behavior for the complete studied dose range. According to the obtained results for the different types of radiation studied for the FXG, there was no change in the position of the characteristic bands of the absorption spectrum due to the interaction of these radiation types. Additional tests were performed to determine the digital photographic imaging of FXG analyses viability and the application of FXG dosimetry on intracavitary brachytherapy. The good performance of the FXG dosimeter in the tests that were carried out indicates that this dosimeter may be applied to the tri-dimensional dose evaluation in radiotherapic treatments using electrons and neutron beams.

A irradiação do sangue humano é usada para evitar a TA-DECH (\"transfusão associada a doença do enxerto contra hospedeiro\"), um raro mas devastador efeito adverso dos leucócitos presentes em componentes de sangue de doadores. Normalmente esta prática de irradiação é executada para a eliminação física de leucócitos. A implementação de procedimentos permitirá que a dose apropriada, dentro de uma faixa de 25 Gy a 50 Gy, seja absorvida pelas bolsas de sangue coletadas em um banco de sangue. Os estudos para estabelecer os procedimentos de BPF (Boas Práticas de Fabricação) foram desenvolvidos baseados na norma ISO 11137 Esterilização de produtos médicos Requisitos para validação e controle de rotina Esterilização por radiação. Dois sistemas dosimétricos foram usados para o mapeamento de dose durante os estudos da qualificação do irradiador, carregamento de produto, validação de processo de irradiação e auditoria. O dosímetro CaSO4:Dy apresentou dificuldades em relação à incerteza na medição da dose, estabilidade, rastreabilidade e calibração. Os dosímetros PMMA e Gafchromic mostraram uma melhor performance e foram adotados para estudos de qualificação de irradiadores necessários para a implantação de BPF. Os testes de irradiação foram realizados em um irradiador Gammacell 220. Os procedimentos desenvolvidos podem ser adaptados para diferentes tipos de irradiadores gama, permitindo a implantação de um programa de garantia da qualidade e BPF para irradiação de sangue. / The irradiation of human blood is used to avoid the TA-GVHD (transfusion-associated graft-versus-host-disease), a rare but devastating adverse effect of leukocytes present in blood components for a immunocompetent transfusion recipients. Usually this irradiation practice is performed to a physical elimination of leukocytes. The implementation of the procedures will assure that the properly dose in a range of 25 Gy to 50 Gy will be delivered to the blood in the bag collected in a blood tissue bank. The studies of the procedures in order to establish a GMP (Good Manufacturing Practices) were developed under the guidelines of the standard ISO 11137 Sterilization of health care products Requirements for validation and routine control Radiation sterilization. In this work, two dosimetric systems were used for dose mapping during the studies of irradiator qualification, loading pattern, irradiation process validation and auditing. The CaSO4:Dy dosimeter presented difficulties concerning to uncertainty on dose measurement, stability, traceability and calibration. The PMMA and Gafchromic dosimetric systems have shown a better performance and were adopted on studies of irradiators qualification that are necessary to implementation of GMP. The irradiation tests have been done in a Gammacell 220 irradiator. The developed procedures can be adapted for different kinds of gamma irradiators, allowing implanting a quality assurance program and a GMP for blood irradiation.

Neste trabalho as principais características dosímetricas da solução Fricke Xilenol Gel (FXG) foram estabelecidas para futura aplicação clínica na dosimetria de elétrons. As curvas de dose resposta para feixes de nêutrons térmicos para pesquisa em Terapia por Captura de Nêutrons (BNCT) e feixes elétrons de aplicação industrial também foram determinadas. A técnica padrão de leitura utilizada foi espectrofotometria. Para o feixe clínico as reprodutibilidades intra e inter-lotes da solução FXG são melhores que 1,4 % e 5,1 % respectivamente, o comportamento da resposta para o intervalo de dose entre 0,2 e 40 Gy é linear e independente da energia e da taxa de dose para o intervalo estudado. Devido aos efeitos da oxidação natural do FXG o tempo ótimo entre o preparo e a irradiação é de 24h e o comportamento da curva de dose resposta não se altera no período estudado para a variação da absorvância líquida do dosímetro. Para o estudo com o campo de nêutrons as curvas de dose resposta do FXG apresentaram comportamento linear em todo intervalo de dose estudado, e para campos industriais de elétrons o comportamento é exponencial decrescente. De acordo com os resultados obtidos para os feixes de radiação estudados, não houve alteração na posição das bandas características do espectro de absorção do FXG. Como testes adicionais, foi determinada a viabilidade do uso do método de leitura do FXG por imagens fotográficas digitais e aplicação do FXG na dosimetria para braquiterapia intracavitária. O bom desempenho do dosímetro FXG nos testes realizados indica que este pode ser utilizado na avaliação tridimensional da dose em tratamento radioterápicos. / In this work the main dosimetric characteristics of the Fricke Xylenol Gel (FXG) solution were established for further application in the measurement of dose distribution of clinical electron fields. The dose-response curves of the FXG in a neutron field were also evaluated for the research in Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) and industrial electron fields. The standard reading technique was the spectrophotometric. For the clinical field, the intra and inter-batch reproducibility are better than 1.4% and 5.1 %, respectively, the response presents a linear behavior for doses ranging from 0.2 to 40 Gy independently of the energy and the dose rate in the studied ranges. Due to the effects of the FXG natural oxidation, the optimum elapsed time between FXG preparation and irradiation was established as 24h period and the behavior of the dose-response curve of the FXG using the variation in the absorbance relative to the non-irradiated dosimeter as a basis during the whole studied period were not altered. The dose-response to the industrial electron beam presented an exponential decreasing behavior and the neutron beam for research in BNCT presented a linear behavior for the complete studied dose range. According to the obtained results for the different types of radiation studied for the FXG, there was no change in the position of the characteristic bands of the absorption spectrum due to the interaction of these radiation types. Additional tests were performed to determine the digital photographic imaging of FXG analyses viability and the application of FXG dosimetry on intracavitary brachytherapy. The good performance of the FXG dosimeter in the tests that were carried out indicates that this dosimeter may be applied to the tri-dimensional dose evaluation in radiotherapic treatments using electrons and neutron beams.