A Terapia por Captura de Nêutrons, NCT (Neutron Capture Therapy) é uma técnica radioterápica em que a energia útil do tratamento vem da energia liberada em uma reação nuclear e não do feixe primário, como comumente utilizado em outros procedimentos radioterápicos. O Boro, por constituir-se em um elemento de baixa toxicidade e por apresentar um isótopo (10B) com alta seção de choque para a reação 10B(n,α)7Li tem sido o elemento mais utilizado nas pesquisas que visam o aprimoramento e a promoção desta técnica, derivando daí o termo BNCT (Boron Neutron Capture Therapy). Para fins de pesquisa em BNCT foi construída ao longo de um dos extratores de feixes (BH - Beam Hole) do reator IEA-R1 uma instalação, onde filtros e moderadores são posicionados entre o núcleo do reator e a posição de irradiação com o objetivo de modular o feixe de irradiação, otimizando a componente útil do feixe, os nêutrons térmicos, e reduzindo os contaminantes, raios gama e nêutrons em outras faixas energéticas. Tem-se realizado estudos visando a implementação de melhorias na caracterização e otimização do feixe obtido nesse arranjo instalado no BH-3. Atualmente a monitoração dos nêutrons é feita através de folhas de ativação, e a componente gama pelo TLD-400. Uma nova metodologia de monitoração tem sido estudada pelo grupo. A referida técnica consiste em usar TLDs de tipos diferentes, ou seja, que possuam sensibilidades distintas aos nêutrons térmicos, em virtude de diferenças na concentração dos isótopos de Lítio. No estudo dessa nova metodologia têm sido usados os TLD-600 e TLD-700. Este trabalho propõe uma metodologia usando o par TLD-100 e TLD-700. Inicialmente foi verificada a reprodutibilidade das respostas dos TLDs 700, 400 e 100 frente a campos gama puro e campos mistos, gama e nêutron. Campos estes obtidos em arranjos usando fontes de 60Co e 241AmBe. A partir de simulações usando o VI MCNP5 foi projetado e construído um Irradiador de campos mistos, que permitiu expor os dosímetros em campos mistos com diferentes espectros energéticos. As condições criadas no irradiador permitiram verificar, como a resposta do TLD é modificada pelas mudanças no espectro energético de um campo misto gama e nêutrons de baixo fluxo. O irradiador de campo misto permitiu condições para estabelecer uma relação entre o formato da curva termoluminescente e a composição do campo misto. A relação estabelecida relaciona o fluxo relativo e a razão entre a resposta das duas regiões de interesse dos TLDs 700 e 100. A partir de campos mistos com condições controladas, esse trabalho permitiu verificar a viabilidade do uso do par de TLD-100 e TLD-700 para monitoração de nêutrons térmicos na instalação de BNCT. / Neutron Capture Therapy (NCT), is a radiotherapy technique in which the useful treatment energy comes from the energy released in a nuclear reaction and not from the primary beam, as commonly used in other radiotherapc procedures. Boron, an element of low toxicity presents an isotope (10B) with high cross-section for the (n, α) reaction and therefore has been the element mostly used in research aimed at the improvement and promotion of this technique, deriving hence the term BNCT (Boron Neutron Capture Therapy). For BNCT research purposes, a facility was built along one of radiation extractors of the IEA-R1 reactor. In this facility filters and moderators are positioned between the reactor core and the irradiation position aiming to modulate the irradiation beam by optimizing the useful component of the beam, thermal neutrons, and reducing its contaminants, gamma rays and neutrons in higher energy bands. We have conducted studies aimed at implementing improvements in the characterization of and optimization of the beam. Currently, neutron flux monitorion is done through activation foils, and the gamma component by TLD-400. A new methodology has been studied by the group. The technique consists in using different types of TLD, having different sensitivities to thermal neutrons due to differences in the concentration of lithium isotopes. In the study of this new methodology TLD 600 and TLD-700 have been used. This work presents a series of studies in order to apply a methodology using the TLD-100 and TLD-700 pair. TLDs 700, 400 and 100 responses pure gamma and mixed irradiation fields, obtained in arrangements using a 60Co and AmBe sources, were evaluaterd. MCNP simulations were run in order to both discriminating the radiation components and designing one mixed fields irradiator, which allowed exposing dosimeters in mixed fields with different energy spectra. The conditions created in the irradiator allowed to verify, as the TLD response is modified by changes in the energy spectrum of a mixed gamma neutron fields. VIII This irradiator provided irradiation conditions so to establish a relationship between the shape of the LiF glow curves and the composition of the mixed field. This work has shown the feasibility of using the TLD-100 and TLD-700 pair for gamma and thermal neutrons monitoration in the BNCT facility.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O óxido de alumínio foi um dos primeiros compostos investigados, com vista a detectar e medir a radiação por meio da termoluminescência (TL). Comumente referido como \"alumina\", o óxido de alumínio tem características interessantes para o desenvolvimento de materiais para a dosimetria. Seu número atômico efetivo é intermediário entre o do osso e do tecido mole do corpo. Pode ser transformado em material termoluminescente pela inserção de elementos químicos em sua estrutura cristalina. Além da TL, a alumina pode apresentar luminescência opticamente estimulada (OSL), fenômeno que também pode ser usado para determinar a dose de radiação. Neste estudo, dois métodos foram investigados para inserir íons metálicos na alumina. O primeiro método foi baseado na capacidade de adsorção da alumina e o segundo denominado método da coprecipitação foi baseado na formação simultânea de compostos insolúveis. As amostras obtidas por adsorção de íons Cu2+ e Mn2+ não mostraram resultados satisfatórios. No entanto, as pastilhas de óxido de alumínio impurificado com Tm3+ via coprecipitação mostraram sinais de TL e OSL. Foi verificado também que a alumina eletrofundida disponível comercialmente é um material que apresenta resposta TL e OSL. Este material que contém diversos íons metálicos em sua estrutura foi transformado em pastilhas por sinterização com vidro. As curvas da resposta TL em função da temperatura e da resposta TL e OSL em função da dose foram determinadas. Os resultados obtidos indicam que estudos mais aprofundados das pastilhas desenvolvidas podem melhorar suas características para que sejam aplicadas em dosimetria. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Maria Eneide de Souza Araujo (mearaujo@ipen.br) on 2015-09-02T12:47:25Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-09-02T12:47:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A Radioterapia em Arco Modulado Volumétrico (VMAT) é uma técnica avançada de Radioterapia de Intensidade Modulada (IMRT). Esse avanço na técnica é devido à rotação contínua do gantry juntamente com a modulação do feixe de radiação proporcionando um tempo menor no tratamento do paciente. O objetivo desse trabalho é a verificação de curvas de isodose em uma simulação de um tratamento de vértebra com proteção de medula espinhal utilizando as técnicas de dosimetria termoluminescente (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL) e os dosímetros de LiF:Mg,Ti (TLD-100), CaSO4:Dy e Al2O3:C e microdosímetros de LiF:Mg,Ti (TLD-100). Os dosímetros foram caracterizados com a utilização de placas de PMMA de 30x30 cm2 e diversas espessuras. Todas as irradiações foram feitas utilizando o acelerador linear Truebeam STx da Varian do Hospital Israelita Albert Einstein, com feixe de fótons de 6 MV. Após a caracterização dos dosímetros, os mesmos foram irradiados seguindo a simulação do planejamento escolhido e utilizando um objeto simulador de PMMA produzido para medidas de VMAT. Essa irradiação teve como finalidade verificar através das duas técnicas de dosimetria as curvas de isodose dessa simulação de tratamento. Todos os tipos de dosímetros apresentaram resultados satisfatórios na verificação das curvas de isodose utilizando ambas as técnicas de dosimetria. Porém, analisando a complexidade das curvas de isodose e a possibilidade das curvas estarem muito próximas, o microdosímetro de LiF:Mg,Ti se mostrou o mais apropriado para o uso devido à suas pequenas dimensões. Em relação à melhor técnica, como ambas apresentaram resultados satisfatórios, a técnica TL é a que apresenta menor complexidade em ser utilizada, pois a maioria dos Departamentos de Radioterapia já possuem um Laboratório para leitura TL. A técnica OSL exige mais cuidados e maior investimento do Departamento. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

This study used OSL dating to examine the chronological relationship between two adjacent archaeological sites at the Hare Hammock complex in northwest Florida. High-resolution vertical sampling was performed at 10cm intervals in profiles, one corresponding to a Swift Creek burial mound, and the other to a Weeden Island ring midden. This was done in order to determine the timing of occupations at the sites and look for patterns in radiation dosimetry. The Swift Creek mound was found to have a mean OSL age of 1835 +/- 68 years, consistent with archaeological expectations of the site and the accepted range of Swift Creek culture. The subsequent Weeden Island occupation was also found to have OSL ages within expectations, with a mean age of 1049 +/- 43 years that overlies a single age of 1511 +/- 372 years, corresponding to the Late and Early Weeden Island periods, respectively. The general coherence with radiocarbon dates and ceramic chronologies affirms the veracity of these OSL ages, which were obtained using a very recently developed dosimetric technique that applies Al2O3:C cylinders as in-situ dosimeters. These dosimeters indicated that the sediments at Hare Hammock contain significant heterogeneity in beta dose rates. This study finds that, under these circumstances, the best age results are obtained when applying the refined dosimetric technique which combines the beta dose rate from NAA/DNC and gamma dose rate from Al2O3:C dosimetry. / Thesis / Master of Science (MSc)

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Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-05-20T17:36:43Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-05-20T17:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-05-20T17:36:43Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-05-20T17:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A radioterapia é uma das três principais modalidades utilizadas no tratamento de doenças malignas como o câncer; as outras duas são a quimioterapia e a radiocirurgia. Em contraste com outras especialidades médicas que necessitam principalmente do conhecimento clínico e da experiência de especialistas, a radioterapia, com a utilização da radiação ionizante no tratamento do câncer, depende do investimento pesado em tecnologias modernas e dos esforços colaborativos de diversos profissionais, cuja equipe coordenada influencia, sobremaneira, o resultado do tratamento. A Radioterapia de intensidade modulada (IMRT) com o uso de colimadores multilâminas (multileaf collimators MLCs) tem o potencial para alcançar um alto grau de conformidade da dose no alvo (tumor a ser tratado) e ainda promover a proteção de tecidos normais do que a maioria de outras técnicas de tratamento, especialmente para volumes-alvo ou órgãos de risco com formatos complexos. Entretanto, estudos recentes mostraram que baixas doses de radiação podem causar tumores secundários. Esse trabalho tem como objetivo a determinação da distribuição de dose de radiação absorvida em diversas simulações de tratamentos radioterápicos com o uso de dosímetros compostos de LiF:Mg,Ti; CaSO4:Dy e Al2O3:C, utilizando um objeto simulador de polimetilmetacrilato (PMMA) empregando as seguintes técnicas dosimétricas: termoluminescência (TL), luminescência opticamente estimulada (OSL) e detectores semicondutores (diodos). / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Este trabalho tem por objetivo investigar as propriedades ópticas de sistemas poliméricos luminescentes submetidos a diferentes doses de radiação gama. Foram preparadas soluções de poli[2-metóxi-5-(2\'etil-hexilóxi)-p-fenilenovinileno] - MEHPPV em clorofórmio e filmes finos depositados a partir de soluções deste polímero sobre substrato de vidro. As soluções e filmes finos tiveram suas propriedades investigadas por meio de medidas de absorção ultravioleta-visível (UV-VIS). Os filmes finos também foram analisados por medidas de espectroscopia de infravermelho (FTIR) além da cromatografia HPSEC. Os resultados experimentais foram analisados buscando elucidar tanto os efeitos da radiação nas propriedades ópticas dos polímeros, como também o estudo da viabilidade destes materiais como elementos ativos de dosímetros para baixas doses de radiação gama (< 1 kGy) especialmente para aplicações no tratamento de esterilização de bolsas de sangue (~ 25 Gy) e altas doses de radiação gama (até 25 kGy) para aplicações como esterilização de materiais médicos hospitalares. / This work aims the investigation of the optical properties of luminescent polymeric systems when submitted to different gamma radiation doses. Solutions of poly[2-methoxi-5-(2\'etil-hexiloxi)-p-phenilenevinilene] - MEH-PPV in chloroform were prepared. From those solutions, thin film layers of MEH-PPV were deposited on glass substrates. The polymer solutions and the thin-film samples of MEHPPV had their properties investigated by ultraviolet-visible (UV-Vis) absorption spectroscopy. The thin-film prepared samples were, additionally, investigated by InfraRed Fourier Transform (FTIR) spectroscopy and HPSEC chromatography. The experimental results were investigated to elucidate the radiation effects on the optical properties of these polymeric systems. From the experimental results, the feasibility of using this material as active element in gamma radiation dosimeters was investigated. The research was conducted aiming the low dose gamma radiation (< 1 kGy) specifically for application in the sterilization treatment of blood bags (~ 25 Gy) and high gamma radiation doses (up to 25 kGy) as used for the sterilization of medical and hospital supplies.

Nenhuma / A coerência metrológica entre os sistemas padrões é uma exigência para a confiabilidade das medidas de grandezas dosimétricas no campo das radiações ionizantes. Avanços científicos e tecnológicos ocorreram na metrologia da radiação beta, com a instalação do novo sistema padrão secundário BSS2 no país e adoção das radiações de referência internacionalmente recomendadas. O Laboratório de Calibração de Dosímetros do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (LCD/CDTN), em Belo Horizonte, implantou o BSS2 e estuda metodologias para caracterizar os campos de radiação beta, determinando a homogeneidade do campo de radiação, a exatidão e as incertezas na medida da dose absorvida no ar. Neste trabalho, estudou-se uma metodologia usando uma câmara de extrapolação e filmes radiocrômicos para a verificação da coerência metrológica entre campos de radiação beta gerados por sistemas padrões, em termos da grandeza dose absorvida no ar. A confiabilidade metrológica da câmara de extrapolação e dos filmes radiocrômicos foi confirmada e a calibração destes detectores realizada no LCD/CDTN para os campos de radiação beta de 90Sr/90Y, 85Kr e 147Pm. Os coeficientes angulares das curvas de extrapolação para cada campo de radiação foram determinados com a câmara de extrapolação e os filmes radiocrômicos permitiram mapear os campos e determinar a homogeneidade destes a partir dos resultados de perfis de dose e de linhas de isodose. Um ensaio de comparação laboratorial entre o LCD/CDTN e o Laboratório de Calibração de Instrumentos do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, em São Paulo, (LCI/IPEN) foi realizado. Os resultados mostraram que os valores dos coeficientes de calibração, determinados com a câmara de extrapolação PTW em ambos os Laboratórios, apresentaram diferenças máximas de -1% e 3%, para os campos de 90Sr/90Y e 85Kr, respectivamente. Os resultados com filmes radiocrômicos EBT, para as doses absorvidas no ar de 0,1; 0,3 e 0,15 Gy, nos mesmos campos de radiação beta, apresentaram diferenças máximas de 3%, -9% e -53%. O mapeamento dos campos de radiação beta com os filmes radiocrômicos, para ambos os sistemas BSS2, mostrou que alguns campos de radiação não estavam alinhados geometricamente. A viabilidade da metodologia investigada foi demonstrada por meio da verificação da coerência metrológica entre os sistemas BSS2 do LCD/CDTN e do LCI/IPEN somente para os campos de radiação beta de 90Sr/90Y e 85Kr, já que para o 147Pm grandes diferenças foram observadas, provavelmente associadas às limitações da metodologia para medição de feixes de baixa energia e de baixas taxas de doses. / The metrological coherence among standard systems is a requirement for assuring the reliability of dosimetric quantities measurements in ionizing radiation field. Scientific and technologic improvements happened in beta radiation metrology with the installment of the new beta secondary standard BSS2 in Brazil and with the adoption of the internationally recommended beta reference radiations. The Dosimeter Calibration Laboratory of the Development Center for Nuclear Technology (LCD/CDTN), in Belo Horizonte, implemented the BSS2 and methodologies are investigated for characterizing the beta radiation fields by determining the field homogeneity, the accuracy and uncertainties in the absorbed dose in air measurements. In this work, a methodology to be used for verifying the metrological coherence among beta radiation fields in standard systems was investigated; an extrapolation chamber and radiochromic films were used and measurements were done in terms of absorbed dose in air. The reliability of both the extrapolation chamber and the radiochromic film was confirmed and their calibrations were done in the LCD/CDTN in 90Sr/90Y, 85Kr e 147Pm beta radiation fields. The angular coefficients of the extrapolation curves were determined with the chamber; the field mapping and homogeneity were obtained from dose profiles and isodose with the radiochromic films. A preliminary comparison between the LCD/CDTN and the Instrument Calibration Laboratory of the Nuclear and Energy Research Institute / São Paulo (LCI/IPEN) was carried out. Results with the extrapolation chamber measurements showed in terms of absorbed dose in air rates showed differences between both laboratories up to de -1% e 3%, for 90Sr/90Y, 85Kr e 147Pm beta radiation fields, respectively. Results with the EBT radiochromic films for 0.1, 0.3 and 0.15 Gy absorbed dose in air, for the same beta radiation fields, showed differences up to 3%, -9% and -53%. The beta radiation field mappings with radiochromic films in both BSS2 showed that some of them were not geometrically aligned. The feasibility of the investigated methodology was demonstrated through the verification of the metrological coherence between both BSS2 from LCD/CDTN and LCI/IPEN for the 90Sr/90Y and 85Kr beta radiation fields only. For 147Pm, large differences were observed due to limitations of the adopted methodology for performing measurements in low energy and low dose rates radiation fields.

Neste trabalho foi realizada a síntese de policristais Aluminato de lantânio (LaAlO3) puro e dopado com carbono e investigadas as propriedades termoluminescentes para aplicação em dosimetria das radiações ionizantes. Esse material possui uma estrutura do tipo perovskita, que vem sendo extensamente investigada, pois sua estrutura cristalina favorece a formação de defeitos aniônicos e possibilitam ainda que uma variedade de elementos possa ser acomodada a sua rede, fatores estes estão diretamente relacionados à luminescência de materiais. O pó foi sintetizado pelo método de mistura de óxidos, conhecido também por reação do estado sólido, que consistiu na mistura dos óxidos de lantânio e alumínio em fase alfa na proporção 1:1 molar, via sucessivos processos de moagem e tratamento térmico à alta temperatura. A formação da fase LaAlO3 foi determinada logo após o primeiro tratamento térmico à 1600 C por 2 horas, caracterizada por difração de raios-X. O pó obtido foi homogeneizado junto ao dopante carbono em diferentes porcentagens, sendo imediatamente prensado a 600 MPa e sinterizado a 1770C em atmosfera de hidrogênio por 2 horas. Em um primeiro momento as amostras de LaAlO3 puro e dopado com carbono foram submetidas à irradiação gama para investigação da sensibilidade a este tipo de radiação. Constatamos que todas as concentrações analisadas, inclusive o Aluminato de lantânio puro, apresentam termoluminescência, no entanto, não foi possível observar reprodutibilidade e linearidade nos testes realizados. Em sequência investigamos também a sensibilidade quanto à radiação ultravioleta, evidenciamos grandes valores de intensidade TL para intervalos de tempo bastante curtos. Todas as concentrações estudadas apresentaram sensibilidade à radiação ultravioleta, no entanto o que mais se destacou foi o Aluminato de lantânio não dopado, o qual obteve melhor linearidade e reprodutibilidade em nossa análises. Deste modo, a atenção deste trabalho foi centralizada na investigação do Aluminato de lantânio puro. Nessa perspectiva, acreditamos que este material tem grande potencial para ser melhor estudado para aplicações à área de dosimetria das radiações. / In this work we performed the synthesis of undoped and carbon doped lanthanum aluminate (LaAlO3) polycrystalline and investigated their thermoluminescent properties for ionizing radiation fields. This material has a perovskite structure, which has been widely investigated because its crystal structure favors the formation of anionic defects and still enable a variety of elements can be accommodated in your crystalline lattice; these factors are directly related to the luminescence materials. The powder was synthesized by solid state reaction method, also known as solid state reaction, the mixture consisting of the oxides of lanthanum and aluminum alpha phase at 1:1 molar by successive processes of grinding and heat treatment at high temperature. The formation of LaAlO3 phase was determined after the first heat treatment at 1600 C for 2 hours, characterized by X-ray diffraction. The obtained powder was homogenized with the carbon doping in different percentages; it was immediately pressed at 600 MPa and sintered at 1770 C in hydrogen atmosphere for 2 hours. Firstly undoped and carbon doped LaAlO3 samples were subjected to gamma irradiation to investigate the sensitivity of this type of radiation. We found that all concentrations tested, including the undoped lanthanum aluminate present thermoluminescence, however, was not observed linearity and reproducibility. In sequence we also investigated the sensitivity to ultraviolet radiation; we observed large values of TL intensity for very short intervals of time. All concentrations showed sensitivity to ultraviolet radiation, but what stood out was the undoped lanthanum aluminate samples, which has a huge TL sensibility and presented got better linearity and reproducibility in our analyzes. Thus, the attention of this work was centered on the investigation of undoped lanthanum aluminate. In this perspective, we believe that this material has great potential to be further studied for applications of radiation dosimetry fields.