Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7706_1.pdf: 4398603 bytes, checksum: d74b114090b5b810416ae5b75e62aabb (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A dinâmica de um circuito composto por Resistor, Indutor e Diodo conectados em série e alimentados por uma fonte de tensão senoidal pode apresentar uma rica variedade de fenômenos não-lineares, a depender dos parâmetros envolvidos, com bifurcações entre regimes de oscilações periódicas e caóticas. Esta dissertação contém estudo experimental e numérico do circuito Resistor-Indutor-Diodo (RLD), forçado por uma tensão externa harmônica, cuja amplitude, freqüência ou deslocamento do zero (offset) atuam como parâmetros de controle da dinâmica. Numericamente fizemos simulação de alguns modelos propostos para o diodo, elemento responsável pela nãolinearidade do circuito. Experimentalmente verificamos a biestabilidade (histerese) entre diferentes atratores, a tangência característica da intermitência tipo I em bifurcações de janelas periódicas e a multidimensionalidade do atrator. Também foram observados cascata de dobramento de período, escadas (staircases), adiçãde período com auto-replicação, saltos (hopping), crise interior e evidências de um fenômeno antes não visto na literatura, a saber: oscilações na estrutura fina da média com a chegada da bifurcação tangente em janelas periódicas, previstas inicialmente em modelos matemáticos de mapas unidimensionais. Uma breve descrição da instrumentação de controle e aquisição também é apresentada

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8471_1.pdf: 3654827 bytes, checksum: d59767326858e76124cc69b9d7086a05 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesta dissertação, estudamos experimentalmente a dinâmica de um laser de diodo operando com uma cavidade ótica externa implementada numa configuração tipo anel. A cavidade externa tem um comprimento efetivo de 3 metros para uma oscilação ótica. A cavidade e composta por três espelhos que permitem um controle e caracterização dos modos de emissão. Verificou-se que os dois modos contrapropagantes funcionaram travados em frequência para valores de corrente abaixo do limiar do laser sem cavidade externa e apresentaram flutuações de baixa frequência acima deste valor. Instabilidades em função do alinhamento da cavidade e da corrente de bombeio também foram observadas. Um sistema de detecção de pulsos com características caoticas e duração na escala de nanosegundos foi montado com fotodetectores com respostas em frequências de 2 GHz. Séries numéricas destas pulsações foram estudadas em suas composições espectrais. Um tratamento das equaçõoes para a estabilidade de cavidades óticas foi realizado e a compara ção dos espectros de frequência dos modos não longitudinais observados apresenta concordância com os cálculos feitos. Modelos teóricos para a dinâmica dos pulsos, com equações de taxas e incluindo a competição dos modos foram tratados numericamente e comparados com os experimentos. A inclusão de efeitos de absorvedor saturável, devido as regiões da camada da junção diodo que não atige o limiar de amplificação, foi testada nos modelos teóricos. A dinâmica observada experimentalmente esta em concordancia com o modelo proposto

Introdução: A Radioterapia é frequentemente utilizada no tratamento do câncer, seja como uma modalidade simples ou em combinação com outras modalidades, tais como a cirurgia e a quimioterapia. Com o objetivo de eliminar células não desejadas no organismo humano, utiliza-se de radiações ionizantes para provocar a destruição de células tumorais pela absorção da energia da radiação incidente. A principal dificuldade encontrada em radioterapia é que as células tumorais não são tratadas isoladamente, isto é, o dano da radiação não é restrito somente às células tumorais, mas afeta também as células normais. Assim sendo, é essencial que a dose de radiação liberada nos tecidos normais seja tão baixa quanto possível para minimizar o risco de efeitos colaterais provocados pelos tratamentos radioterápicos. Objetivos: O objetivo deste trabalho é a caracterização de dosímetros semicondutores e dosímetros termoluminescentes e suas aplicações em técnicas não convencionais de Radioterapia. A partir da caracterização será possível a implementação dos dosímetros como sistema de dosimetria in vivo em teleterapia com feixe de fótons, visando atender as necessidades prementes do Serviço de Radioterapia do HCFMRP em implantar a técnica de irradiação de corpo inteiro e em realizar o controle de dose administrada ao paciente. Metodologia e Resultados: Diodos semicondutores foram caracterizados de acordo com o fator campo, angulação, taxa de dose, temperatura e fator bandeja, para obtenção dos fatores de correção. Verificou-se que a variação da resposta dos diodos com a temperatura, angulação e taxa de dose não foi significativa. Fatores campo foram calculados e registrados para campos de 3x3 cm 2 a 40x40cm 2 , onde se observou aumento na leitura do diodo com o aumento no campo. A resposta com a taxa de dose apr esentou pouca variação (de 100cGy/min para 300cGy/min a variação foi menor que 1,2%). O fator bandeja encontrado foi de 0,95±0,01 demonstrando que a presença da bandeja provoca diminuição na resposta do detector. Após a caracterização, os diodos foram calibrados em setup TBI para determinação dos fatores de calibração para cada espessura simulada do paciente (DLL). A dosimetria in vivo foi realizada em 3 pacientes submetidos ao tratamento de TBI do HCFMRP. A diferença percentual máxima entre as medidas com diodo e o valor nominal de dose foi de 3,6%, o que está de acordo com o recomendado pelo ICRU (+/- 5%). Os resultados demonstram a viabilidade e confiabilidade da técnica de dosimetria com diodos semicondutores para Controle de Qualidade de dose em tratamento de TBI. Ainda, dosímetros termoluminescentes foram caracterizados quanto à homogeneidade do grupo e a linearidade. Os fatores de calibração individuais foram encontrados e os dosímetros foram aplicados em simulações em setup TBI. Os cálculos de dose das simulações realizadas com os termoluminescentes inseridos nos orifícios de um OSA demonstraram concordância com os valores nominais de dose. Para as regiões do tórax superior e inferior, onde os TLD receberam doses mais elevadas (>150cGy), recomendou-se a utilização de compensadores de dose, para a prática clínica.Uma câmara de ionização foi utilizada como dosímetro de referência em todas as etapas de calibração e caracterização dos diodos e termoluminescentes. Conclusões: Este estudo mostrou que, para tratamentos de irradiação de corpo inteiro, quando o paciente estiver sendo preparado para um transplante de medula óssea, e o planejamento necessitar de uma grande eficácia na distribuição de dose, a metodologia com aplicações de dosímetros semicondutores apresenta-se como uma alternativa viável, precisa e de grande importância para o controle dosimétrico. Assim, ficou evidenciada a importância da utilização do diodo para o Controle de Qualidade, na avaliação da dos e a ser ministrada ao paciente, pelo menos em toda primeira fração de tratamento de TBI. Além disso, ficou demonstrada a aplicabilidade dos dosímetros termoluminescentes para controle dosimétrico, demonstrando o valor da dosimetria termoluminescente como um sistema de verificação de dose e sua eficácia como parte de um programa de garantia de qualidade em Radioterapia. A caracterização dos termoluminescentes evidenciou a possibilidade de aplicação da técnica TL em dosimetria in vivo. / Introduction: Radiation therapy is often used in cancer treatment, either as a single modality or in combination with other modalities, such as surgery and chemotherapy. Aiming to eliminate unwanted cells in the human body, radiation therapy uses ionizing radiation to cause destruction of tumor cells by absorbing the energy of the incident radiation. The main difficulty in radiation therapy is that tumor cells are not separately treated. The radiation damage is not restricted solely to tumor cells, but also affects normal cells. Therefore, it is essential that the radiation dose released in normal tissues is as low as possible to minimize the risk of side effects caused by radiotherapy treatments. Objectives: The objective of this work is the characterization of semiconductor dosimeters and thermoluminescent dosimeters and their applications in non -conventional radiotherapy techniques. After characterization it will be possible to implement the dosimeters as a system of in vivo dosimetry in radiotherapy with photon beam, to meet the pressing needs of the Radiotherapy Service of HCFMRP in deploying the technique of total body irradiation and make the control of dose administered to the patient . Methodology and Results: Semiconductor diodes were characterized according to the field factor, angle, dose rate, temperature and tray factor to obtain the correction factors. It was found that the variation of the response of the diodes with temperature, angle and dose rate was not significant. Field factors were calculated and recorded for fields from 3x3 cm 2 to 40x40cm 2 , wher e there was an increase in the reading of the diode with increasing field. The response with dose rate showed small variation (from 100cGy/min to 300cGy/min the variation was less than 1.2%). The tray factor was 0.95 ± 0.01 demonstrating that the tray decreases detector response. After characterization, the diodes were calibrated in TBI setup for determining the calibration factors for each simulated patient thickness (latero-lateral distance). The in vivo dosimetry was performed in 3 patients undergoing TBI treatment in HCFMRP. The maximum percentage difference between the measurements and the diode nominal dose was 3.6%, which is consistent with that recommended by ICRU (+ / - 5%). The results demonstrate the feasibility and reliability of the dosimetry technique with semiconductor diodes for dose quality control in TBI treatments. Still, dosimeters were characterized by group homogeneity and linearity. The calibration factors were found and individual dosimeters were applied in simulations with TBI setup. The dose calculation of simulations performed with the thermoluminescent inserted in holes of the phantom showed agreement with the nominal dose. For regions of the upper and lower thorax where TLD received higher doses (> 150cGy) it was recommended the use of compensating dose in clinic. An ionization chamber dosimeter was used as reference in all stages of calibration and characterization of diodes and thermoluminescents. Conclusions: This study showed that, for total body irradiation treatments, when the patient is being prepared for a bone marrow transplant, and planning requires a great effect on the dose distribution, the methodology with semiconductor dosimeters presented a viable alternative, and has great importance for the dosimetric control. The study proved the importance of diode semiconductors for quality control, for evaluation of the dose to be administered to the patient, at least throughout the first fraction of TBI treating. Furthermore, it was demonstrated the applicability of TLD for control quality, demonstrating the value of thermoluminescent dosimetry as a dose verification system and its effectiveness as part of a program of quality assurance in radiotherapy. The characterization of thermoluminescent showed the possibility of applying the TL technique in in vivo dosimetry.

Introdução: A Radioterapia é frequentemente utilizada no tratamento do câncer, seja como uma modalidade simples ou em combinação com outras modalidades, tais como a cirurgia e a quimioterapia. Com o objetivo de eliminar células não desejadas no organismo humano, utiliza-se de radiações ionizantes para provocar a destruição de células tumorais pela absorção da energia da radiação incidente. A principal dificuldade encontrada em radioterapia é que as células tumorais não são tratadas isoladamente, isto é, o dano da radiação não é restrito somente às células tumorais, mas afeta também as células normais. Assim sendo, é essencial que a dose de radiação liberada nos tecidos normais seja tão baixa quanto possível para minimizar o risco de efeitos colaterais provocados pelos tratamentos radioterápicos. Objetivos: O objetivo deste trabalho é a caracterização de dosímetros semicondutores e dosímetros termoluminescentes e suas aplicações em técnicas não convencionais de Radioterapia. A partir da caracterização será possível a implementação dos dosímetros como sistema de dosimetria in vivo em teleterapia com feixe de fótons, visando atender as necessidades prementes do Serviço de Radioterapia do HCFMRP em implantar a técnica de irradiação de corpo inteiro e em realizar o controle de dose administrada ao paciente. Metodologia e Resultados: Diodos semicondutores foram caracterizados de acordo com o fator campo, angulação, taxa de dose, temperatura e fator bandeja, para obtenção dos fatores de correção. Verificou-se que a variação da resposta dos diodos com a temperatura, angulação e taxa de dose não foi significativa. Fatores campo foram calculados e registrados para campos de 3x3 cm 2 a 40x40cm 2 , onde se observou aumento na leitura do diodo com o aumento no campo. A resposta com a taxa de dose apr esentou pouca variação (de 100cGy/min para 300cGy/min a variação foi menor que 1,2%). O fator bandeja encontrado foi de 0,95±0,01 demonstrando que a presença da bandeja provoca diminuição na resposta do detector. Após a caracterização, os diodos foram calibrados em setup TBI para determinação dos fatores de calibração para cada espessura simulada do paciente (DLL). A dosimetria in vivo foi realizada em 3 pacientes submetidos ao tratamento de TBI do HCFMRP. A diferença percentual máxima entre as medidas com diodo e o valor nominal de dose foi de 3,6%, o que está de acordo com o recomendado pelo ICRU (+/- 5%). Os resultados demonstram a viabilidade e confiabilidade da técnica de dosimetria com diodos semicondutores para Controle de Qualidade de dose em tratamento de TBI. Ainda, dosímetros termoluminescentes foram caracterizados quanto à homogeneidade do grupo e a linearidade. Os fatores de calibração individuais foram encontrados e os dosímetros foram aplicados em simulações em setup TBI. Os cálculos de dose das simulações realizadas com os termoluminescentes inseridos nos orifícios de um OSA demonstraram concordância com os valores nominais de dose. Para as regiões do tórax superior e inferior, onde os TLD receberam doses mais elevadas (>150cGy), recomendou-se a utilização de compensadores de dose, para a prática clínica.Uma câmara de ionização foi utilizada como dosímetro de referência em todas as etapas de calibração e caracterização dos diodos e termoluminescentes. Conclusões: Este estudo mostrou que, para tratamentos de irradiação de corpo inteiro, quando o paciente estiver sendo preparado para um transplante de medula óssea, e o planejamento necessitar de uma grande eficácia na distribuição de dose, a metodologia com aplicações de dosímetros semicondutores apresenta-se como uma alternativa viável, precisa e de grande importância para o controle dosimétrico. Assim, ficou evidenciada a importância da utilização do diodo para o Controle de Qualidade, na avaliação da dos e a ser ministrada ao paciente, pelo menos em toda primeira fração de tratamento de TBI. Além disso, ficou demonstrada a aplicabilidade dos dosímetros termoluminescentes para controle dosimétrico, demonstrando o valor da dosimetria termoluminescente como um sistema de verificação de dose e sua eficácia como parte de um programa de garantia de qualidade em Radioterapia. A caracterização dos termoluminescentes evidenciou a possibilidade de aplicação da técnica TL em dosimetria in vivo. / Introduction: Radiation therapy is often used in cancer treatment, either as a single modality or in combination with other modalities, such as surgery and chemotherapy. Aiming to eliminate unwanted cells in the human body, radiation therapy uses ionizing radiation to cause destruction of tumor cells by absorbing the energy of the incident radiation. The main difficulty in radiation therapy is that tumor cells are not separately treated. The radiation damage is not restricted solely to tumor cells, but also affects normal cells. Therefore, it is essential that the radiation dose released in normal tissues is as low as possible to minimize the risk of side effects caused by radiotherapy treatments. Objectives: The objective of this work is the characterization of semiconductor dosimeters and thermoluminescent dosimeters and their applications in non -conventional radiotherapy techniques. After characterization it will be possible to implement the dosimeters as a system of in vivo dosimetry in radiotherapy with photon beam, to meet the pressing needs of the Radiotherapy Service of HCFMRP in deploying the technique of total body irradiation and make the control of dose administered to the patient . Methodology and Results: Semiconductor diodes were characterized according to the field factor, angle, dose rate, temperature and tray factor to obtain the correction factors. It was found that the variation of the response of the diodes with temperature, angle and dose rate was not significant. Field factors were calculated and recorded for fields from 3x3 cm 2 to 40x40cm 2 , wher e there was an increase in the reading of the diode with increasing field. The response with dose rate showed small variation (from 100cGy/min to 300cGy/min the variation was less than 1.2%). The tray factor was 0.95 ± 0.01 demonstrating that the tray decreases detector response. After characterization, the diodes were calibrated in TBI setup for determining the calibration factors for each simulated patient thickness (latero-lateral distance). The in vivo dosimetry was performed in 3 patients undergoing TBI treatment in HCFMRP. The maximum percentage difference between the measurements and the diode nominal dose was 3.6%, which is consistent with that recommended by ICRU (+ / - 5%). The results demonstrate the feasibility and reliability of the dosimetry technique with semiconductor diodes for dose quality control in TBI treatments. Still, dosimeters were characterized by group homogeneity and linearity. The calibration factors were found and individual dosimeters were applied in simulations with TBI setup. The dose calculation of simulations performed with the thermoluminescent inserted in holes of the phantom showed agreement with the nominal dose. For regions of the upper and lower thorax where TLD received higher doses (> 150cGy) it was recommended the use of compensating dose in clinic. An ionization chamber dosimeter was used as reference in all stages of calibration and characterization of diodes and thermoluminescents. Conclusions: This study showed that, for total body irradiation treatments, when the patient is being prepared for a bone marrow transplant, and planning requires a great effect on the dose distribution, the methodology with semiconductor dosimeters presented a viable alternative, and has great importance for the dosimetric control. The study proved the importance of diode semiconductors for quality control, for evaluation of the dose to be administered to the patient, at least throughout the first fraction of TBI treating. Furthermore, it was demonstrated the applicability of TLD for control quality, demonstrating the value of thermoluminescent dosimetry as a dose verification system and its effectiveness as part of a program of quality assurance in radiotherapy. The characterization of thermoluminescent showed the possibility of applying the TL technique in in vivo dosimetry.