A dosimetria de campos mistos de nêutrons e gamas é uma área de pesquisa que apresenta grande oportunidade de estudos devido ao aumento da utilização de procedimentos médicos como protonterapia e Terapia de Captura de Nêutrons (NCT Neutron Capture Therapy), além da importância para cálculo de doses ocupacionais e dos campos de irradiação em reatores nucleares. Para a dosimetria de campos mistos de nêutrons e gamas, a Comissão Internacional de Unidades de Medidas (ICRU) recomenda o uso de dosímetros com sensibilidades distintas para cada componente do campo. Os dosímetros termoluminescentes (TLDs) apresentam-se como uma alternativa para a realização da dosimetria de campos mistos de nêutrons e gamas em particular à utilização do par de TLDs de LiF TLD 100 e TLD 700, que apresentam respostas distintas às componentes de campo em virtude da diferença na quantidade do isótopo 6Li em suas composições. Porém, esta escolha apresenta algumas dificuldades pois a característica da resposta dos TLDs para cada componente de campo ainda não é totalmente compreendida. Este trabalho apresenta primeiramente um estudo de um sistema para moderação de uma fonte de AmBe para realizar os estudos de sensibilidade e linearidade dos TLDs quando irradiados em um campo misto de nêutrons e gamas. O sistema de moderação se faz necessário pois a fonte de AmBe emite preferencialmente nêutrons com alta energia, e a sensibilidade dos TLDs de LiF é preferencialmente para nêutrons de baixa energia. Entretanto, um dos objetivos do Grupo de Pesquisa em Física Médica do CEN/IPEN é a realização da dosimetria de campos mistos de alta intensidade, como por exemplo, o campo proveniente de um reator nuclear. Dessa forma esse trabalho realizou um estudo das respostas dos TLDs 100 e TLDs 700 quando irradiados no interior do núcleo do reator IPEN/MB-01 em duas diferentes configurações: cilíndrica com \"flux trap\" e retangular num arranjo de 26 x 28 varetas combustíveis. Esse trabalho contou com simulações com o código de Monte Carlo, MCNP5, para fornecer os fluxos e doses devido a cada componente de campo ao qual os TLDs estariam expostos. E a partir dos dados obtidos tanto através das simulações, quanto através dos experimentos, foi proposta uma metodologia para a utilização do TLD 100 para a dosimetria de nêutrons em campos com alta fluência de nêutrons, como é o caso do núcleo do reator IPEN/MB-01. / Mixed radiation field dosimetry is a research area that presents a great opportunity for studies due to the increased use on medical procedures such as proton therapy and Neutron Capture Therapy (NCT), as well as the importance of calculating occupational doses and radiation fields in nuclear reactors. For the dosimetry of mixed fields of neutrons and gammas, the International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU) recommends the use of dosimeters with distinct sensitivities for each component of the field. Thermoluminescent dosimeters (TLDs) are presented as an alternative for the dosimetry of neutron and gamma-mixed fields. In particular, the use of LiF TLD pair TLD 100 and TLD 700, which present distinct responses to the field components due to the difference in the amount of the 6Li isotope in its compositions. However, this choice presents some difficulties because the characteristic of the TLD response for each field component is not fully understood. This work presents a study of a system for moderation of an AmBe source to perform the screening and linearity studies of the TLDs when irradiated in a mixed field of neutrons and gammas. The moderation system is necessary since the AmBe source preferably emits neutrons with high energy, and the sensitivity of the LiF TLDs is preferably for low energy neutrons. However, one of the objectives of the Monte Carlo and Dosimetry for Medical Physics Research Group of CEN / IPEN is to perform the dosimetry of high intensity mixed fields, such as the field from a nuclear reactor. Thus, this work carried out a study of the responses of the TLDs 100 and TLDs 700 when irradiated inside the core of the IPEN/MB-01 reactor in two different configurations: cylindrical with flux trap and rectangular in an arrangement of 26 x 28 fuel rods. This work relied on simulations with the Monte Carlo code MCNP5 to provide the fluxes and doses due to each field component in which the TLDs would be exposed. From the data obtained, both through the simulations and through the experiments, a methodology was proposed for the use of the TLD 100 for the neutron dosimetry in fields with high neutron fluence, such as the IPEN/MB-01.

Neste trabalho, estão descritos os métodos de seleção, calibração e de determinação dos fatores de correção, as características físicas dos dosímetros termoluminescentes, o procedimento de cálculo para converter a leitura do dosímetro em dose absorvida e a metodologia para se determinar a dose de entrada. Foram investigadas a praticidade e a utilidade das medidas de dose de entrada com os dosímetros termoluminescentes, bem como a exatidão e a reprodutibilidade no fornecimento da dose diária. As medidas de dose de entrada foram realizadas em cinco pacientes com diagnóstico de câncer de mama tratadas com um feixe de fótons de 6 MV. Não foram detectados grandes desvios entre a dose medida e a dose esperada (os valores concordaram em ± 5%), devido à excelente estabilidade do equipamento de tratamento, ao sistema automático de verificação e à boa exatidão no ajuste diário do tratamento. Uma boa precisão pode ser alcançada quando os fatores de correção para cada parâmetro de influência na resposta do dosímetro são cuidadosamente determinados e aplicados para converter o sinal termoluminescente em dose absorvida. O estudo demonstrou a viabilidade do uso dos dosímetros termoluminescentes para a dosimetria in vivo e sua utilidade como parte de um programa de garantia de qualidade em um serviço de radioterapia. / Selection, calibration procedure to convert TLD signal into absorbed dose and physical characteristics at the thermoluminescent dosimeters, as well as the determination of correction factors and the methodology to determine expected entrance dose, are described in this work. Practical aspects and the utility of entrance dose measures with thermoluminescent dosimeters were investigated, as well as the exactness and the reproducibility of the daily dose release. The entrance dose measures were performed in five patients with diagnosis of breast cancer treated with a 6 MV photon beam. The measured dose and the expected dose values agreed in ± 5%, due to excellent treatment equipment stability, to automatic verification system and the good exactness in the daily treatment adjustment. Good precision can be achieved when the correction factors for each parameter of influence in the dosimeter response are carefully determined and applied to convert the thermoluminescent signal into absorbed dose. The study demonstrates the viability of thermoluminescent dosimeters use for in vivo dosimetry and its utility as part of a quality assurance program in a radiation therapy service.

Neste trabalho foram avaliadas as principais características dosimétricas de diodos crescidos pelos métodos de Fusão Zonal (FZ) e Czochralski magnético (MCz), resistentes a danos de radiação, quando aplicados em dosimetria de processos de irradiação industrial com elétrons (1,5 MeV) e raios gama (60Co). O sistema dosimétrico proposto baseia-se no registro de valores de correntes elétricas geradas nos diodos devido à passagem da radiação ionizante. A uniformidade de resposta de um lote de dispositivos foi analisada para os diodos FZ do tipo n irradiados com raios gama. Para uma dose de até 5 kGy obteve-se um coeficiente de variação de 1,25% dos valores de corrente elétrica registrados. A queda da sensibilidade dos diodos com o acúmulo de dose (Total Ionizing Dose TID) foi observada, de acordo com o esperado, para ambos os diodos FZ e MCz, sendo mais acentuada para dispositivos do tipo n ou com resistividade menor, quando irradiados com raios gama. Nos procedimentos de irradiação com elétrons foram utilizados dois protótipos de sonda dosimétrica, sendo que um deles foi projetado para evitar a deterioração dos contatos elétricos e da metalização dos diodos, fenômeno observado durante o desenvolvimento do projeto. A queda da sensibilidade dos diodos FZ e MCz pré-irradiados foi de aproximadamente 10% e 40%, respectivamente, durante os procedimentos de irradiação com elétrons para uma dose acumulada total de 1,25 MGy. A influência dos danos causados por esse tipo de radiação nas propriedades elétricas dos diodos FZ e MCz foi avaliada por meio das medições de corrente de fuga e da capacitância em função da tensão de polarização. A corrente de fuga, que aumenta com a dose de radiação acumulada, não contribui significativamente para a formação do sinal de corrente durante a irradiação, uma vez que os diodos são operados no modo fotovoltaico, ou seja, sem tensão de polarização. Para o diodo MCz não foram observadas alterações significativas dos valores de tensão de depleção total, evidenciando sua maior tolerância aos danos induzidos pela radiação, como esperado. Como durante os procedimentos de irradiação com elétrons há uma variação acentuada dos valores de temperatura, a influência deste parâmetro para as medições de corrente elétrica foi avaliada por meio da extrapolação dos valores de corrente de fuga até 35°C. A contribuição da corrente de fuga para a corrente induzida pela radiação, devido ao aumento da temperatura, não ultrapassa 0,1% para os diodos FZ e MCz. A influência do tipo de radiação, elétrons ou raios gama, na pré-dose dos diodos foi avaliada para o dispositivo FZ do tipo n e observou-se que a pré-irradiação com elétrons é mais eficiente no tocante à queda da sensibilidade dos dispositivos. Os resultados apresentados neste trabalho indicam a potencialidade da aplicação dos diodos FZ e MCz como dosímetros em processos de irradiação de rotina com raios gama e elétrons. Vale ressaltar que a vantagem do sistema proposto reside na possibilidade de acompanhamento em tempo real dos processos envolvidos, sobretudo para elétrons, permitindo a monitoração dos parâmetros dos aceleradores, tais como velocidade de esteira e corrente elétrica de feixe. / In this work the main dosimetric characteristics of rad-hard Float Zone (FZ) and magnetic Czochralski (MCz) diodes to electrons (1.5 MeV) and gamma (60Co) radiation are evaluated. The dosimetric system proposed is based on electrical current measurements due to radiation interactions on the devices. The batch response uniformity was studied for the n-type FZ diodes irradiated with gamma rays. The coefficient of variation of the current measurement was about 1.25% at 5 kGy of accumulated dose. A sensitivity decrease with the increase of the accumulated dose (Total Ionizing Dose TID) was observed for both FZ and MCz diodes. For gamma irradiation, these effect is more pronounced for n-type or smaller resistivity diodes. Two types of dosimetric probe were used on the electron irradiation procedures, one of them specially designed to avoid the deterioration of the electrical contacts and the diodes metallization. The sensitivity of the preirradiated FZ and MCz diodes fell about 10% and 40%, respectively, during electron irradiation at 1.25 MGy of accumulated dose. The effect of electron radiation damage on the electrical properties of the diodes was studied by the means of leakage current and capacitance measurements as a function of bias voltage. The leakage current increases with the accumulated dose but does not contributes significantly to the current signal, since the diodes are operated in photovoltaic mode, without bias voltage. For the MCz diode no change in the full depletion voltage was observed, which indicates its higher tolerance to radiation-induced damage, as expected. During electron irradiation the temperature increases and in order to determine its influence for the current signals, the leakage current values were extrapolated up to 35 °C. The contribution does not exceed 0.1% for FZ and MCz diodes. The effect of the radiation type, electrons or gamma rays, on the predose procedures was analyzed for the FZ n-type device and was observed that the electron pre-irradiation is more efficient regarding the sensitivity decrease. The present work indicates the potential application of FZ and MCz diodes as dosimeters in gamma rays and in electron routine irradiation processes. It is worth noting that the proposed system advantage relies on the possibility of real-time monitoring of electron accelerator parameters.

Tanto em Medicina Nuclear como em outras aplicações científicas as ferramentas para cálculos dosimétricos são de suma importância para atender os princípios básicos de proteção radiológica. Este trabalho desenvolve o manequim matemático da mulher brasileira, para ser usado como base em cálculos das Frações Absorvidas Específicas (FAEs) nos órgãos do corpo e no esqueleto, em virtude dos objetivos com relação à diagnose ou à terapia em Medicina Nuclear. O manequim ora desenvolvido é similar, na forma, ao manequim de Snyder tornando-o mais realístico para as condições antropomórficas da mulher brasileira. Para isso, utilizou-se o formalismo do método Monte Carlo, através do código computacional ALGAM-97®. Como contribuição aos objetivos deste trabalho, foi desenvolvido e implementado o sistema computacional cFAE – consulta Fração Absorvida Específica, que se torna mais versátil para a consulta do usuário pesquisador. A interface de diálogo com o operador foi projetada seguindo a atual tendência de utilização de uma linguagem orientada para o evento. Essa interface permite que o usuário navegue através dos manequins referência, escolha o órgão fonte, a energia desejada e receba as respostas num diálogo eficiente e intuitivo. O sistema fornece, além dos dados referentes à mulher brasileira, também aqueles referentes ao modelo de Snyder e ao modelo do homem brasileiro. O sistema possibilita não apenas introduzir os dados individuais para as FAEs dos três manequins, mas também a comparação entre eles. / Tools for dosimetric calculations are of the utmost importance for the basic principles of radiological protection, not only in nuclear medicine, but also in other scientific calculations. In this work a mathematical model of the Brazilian woman is developed in order to be used as a basis for calculations of Specific Absorbed Fractions (SAFs) in internal organs and in the skeleton, in accord with the objectives of diagnosis or therapy in nuclear medicine. The model developed here is similar in form to that of Snyder, but modified to be more relevant to the case of the Brazilian woman. To do this, the formalism of the Monte Carlo method was used by means of the ALGAM- 97® computational code. As a contribution to the objectives of this thesis, we developed the computational system cSAF – consultation for Specific Absorbed Fractions (cFAE from Portuguese acronym) - which furnishes several “look-up” facilities for the research user. The dialogue interface with the operator was planned following current practices in the utilization of event-oriented languages. This interface permits the user to navigate by means of the reference models, choose the source organ, the energy desired, and receive an answer through an efficient and intuitive dialogue. The system furnishes, in addition to the data referring to the Brazilian woman, data referring to the model of Snyder and to the model of the Brazilian man. The system makes available not only individual data to the SAFs of the three models, but also a comparison among them.

Doenças cardiovasculares (DCVs) são uma das maiores causas de morte ao redor do mundo, de acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS). Sabe-se que, alterações do nível das lipoproteínas plasmáticas, que são responsáveis pelo transporte do colesterol pela corrente sanguínea, estão relacionadas com o desenvolvimento de doenças cardiovasculares. Por essa razão conhecer os parâmetros biocinéticos das lipoproteínas plasmáticas e quantificá-los é importante para corrigir e aprofundar estudos relacionados às doenças associadas a alterações no nível das lipoproteínas. O objetivo principal deste trabalho é fornecer um modelo biocinético e estimar as doses radiométricas para o 3H-Colesterol, um traçador radioativo empregado em estudos fisiológicos e metabólicos. O modelo utilizado neste trabalho foi baseado em [SCHWARTZ e col., 2004] quanto à distribuição do colesterol pelas lipoproteínas e no modelo gastrointestinal do [ICRP 30, 1979]. As doses distribuídas nos compartimentos do modelo e nos órgãos e tecidos de um adulto padrão descritos no [ICRP 106, 2008] foram calculadas utilizando a metodologia MIRD (Medical Internal Radiation Dose) e a análise compartimental realizada pelo programa computacional Matlab®. Os coeficientes de doses foram estimados para um phantom de um homem padrão (73 kg) descrito no [ICRP 60, 1991]. As doses estimadas tanto para o modelo quanto as estimadas para outros órgãos foram baixas e não ultrapassaram a maior dose obtida que foi no intestino grosso superior, como sendo 46,8 μGy. Esses parâmetros poderão ser utilizados como auxilio em trabalhos que necessitem de pareceres dos comitês de ética, quanto ao uso do 3H-Colesterol como traçador radioativo. / Cardiovascular diseases (CVDs) are one of the major reasons of death around the world according to the World Health Organization (WHO). It is well known that changes in levels of plasma lipoproteins, which are responsible for the transport of cholesterol into the bloodstream, are associated with cardiovascular diseases. For this reason to know the biokinetic parameters of plasma lipoproteins and quantifies them is important to correct and deep understanding about the diseases associated with these disorders. The main aim of this study is to provide a biokinetic model and estimate the radiometric doses for 3H-Cholesterol, a radioactive tracer widely used in physiological and metabolic studies. The model was based on [Schwartz et al. 2004] about the distribution of cholesterol by the lipoprotein and gastrointestinal model [ICRP 30, 1979]. The doses distribution in compartments of the model and other organs and tissues of a standard adult described in [ICRP 106, 2008] was calculated using MIRD method (Medical Internal Radiation Dose) and compartmental analysis using the computer program Matlab®. The dose coefficients were estimated for a standard phantom man (73 kg) described in [ICRP 60, 1991]. The estimated doses for both model and for other organs were low and did not exceed the highest dose obtained that was in the upper large intestine, as 46.8 μGy these parameters will assist in ethics committees opinions on the use of works that use the 3H-cholesterol which radioactive tracer.

Neste trabalho são apresentados os resultados da caracterização dosimétrica de dois diodos especiais de silício, resistentes a danos de radiação, crescidos pelo método epitaxial com vistas a sua aplicação na monitoração em tempo real de feixes de fótons de qualidades de radiodiagnóstico convencional, mamografia e tomografia computadorizada, no intervalo de tensão de 28 kV a 150 kV. Os dispositivos utilizados, um submetido à pré-dose de 200 kGy de raios gama do 60Co no Centro de Tecnologia das Radiações (CTR) do IPENCNEN/ SP, e outro sem qualquer irradiação prévia, foram processados na Universidade de Hamburgo a partir de uma camada epitaxial com 50 μm de espessura. Apenas para comparação, um diodo de Si crescido por fusão zonal padrão foi também estudado. As irradiações foram realizadas no Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI) do IPEN/CNEN-SP, onde está instalado um gerador de radiação X, Pantak-Seifert, Isovolt 160 HS, cujas qualidades de radiação foram verificadas por câmaras de ionização padronizadas. Os diodos foram ligados a um eletrômetro Keithley 6517B em modo fotovoltaico, com a distância do ponto focal do gerador aos diodos mantida em 1 m. Os principais parâmetros dosimétricos das amostras foram avaliados de acordo com a norma IEC61674. Os coeficientes de calibração dos diodos em termos do kerma no ar também foram determinados. Os diodos apresentaram excelente estabilidade de resposta em curto prazo para as qualidades estudadas, com coeficientes de variação em corrente equivalentes e não superiores a 0,3%. O comportamento das fotocorrentes em função da taxa de dose foi linear para os três dispositivos no intervalo de 0,8 a 77,2 mGy/min. As curvas carga-dose obtidas pela integração dos sinais de corrente tornaram evidente a ausência de dependência energética para feixes de mamografia e de radiodiagnóstico até 70 kV. O diodo epitaxial sem pré-dose apresentou maior sensibilidade em corrente e em carga em relação aos demais, com queda neste parâmetro de 8% após receber dose acumulada de 49 Gy. Até este limite de dose, as correntes de fuga dos dispositivos mantiveram-se estáveis em cerca de 0,4 pA ao longo das irradiações, sendo menores por um fator até 104 em relação às correntes em condição de irradiação. A variação da resposta direcional de ambos diodos para o intervalo de ± 5° foi inferior a 0,1 % e seus coeficientes de calibração para os feixes estudados foram determinados a partir dos padrões de referência do LCI. As alterações das características elétricas das amostras em função de danos de radiação foram também estudadas e não revelaram alteração significativa para tensão de polarização nula. Com base nos resultados obtidos até o presente e considerando as recomendações da norma IEC 61674, pode-se afirmar que diodos epitaxiais sem pré-dose e com pré-dose podem ser empregados de forma confiável na dosimetria de feixes de radiação eletromagnética para imagens médicas até o limite de dose acumulada de 10 Gy e acima de 206 kGy, respectivamente. / In this work we report on results obtained with two rad-hard epitaxial (EPI) silicon diodes as on-line dosimeter for diagnostic radiology, mammography and computed tomography, in the 28 kV to 150 kV range. The epitaxial diodes used were processed at University of Hamburg on 50 μm thick epitaxial silicon layer. One sample was not irradiated before using as a dosimeter, while the other received a gamma pre-dose of 200 kGy from 60Co. For comparison, a standard float zone silicon diode was also studied. The samples irradiation was performed using X-ray beams from a Pantak/Seifert generator, model Isovolt 160 HS, previously calibrated with standardized ionization chambers, located at Laboratório de Calibração de Instrumentos of IPEN-CNEN/SP. The diode was connected to an electrometer Keithley 6517B in the photovoltaic mode. Irradiations were carried out with the diodes positioned at 1m from the X-ray tube (focal spot). The main dosimetric parameters of the EPI samples were evaluated in according to IEC 61674 norm. The calibration coefficients of the diode, in terms of air kerma, were also determined. The repeatability was measured with photon beams of all qualities. The current signals induced showed the diodes are stable, characterized by coefficients of variation less than 0.3%. The current response of the unirradiated EPI diode has been shown to be very linear with dose-rate in the range of 0.8 up to 77.2 mGy/min. A linear relation between charge and dose in the whole energy range was observed for the three samples. It is important to notice that for EPI diodes non energy dependence was observed for mammography beams and until 70kV for radiodiagnostic qualities. The unirradiated diode presented sensitivity higher than the others, showing a decrease of 8% in this parameter after accumulated dose of 49.15 Gy. The dark currents were stable about 0.4 pA during the irradiations, value 104 higher than the lowest photocurrents measured. The directional response of both diodes was 0.1% within an angle range of ± 5°. Based on these results, one can conclude that the unirradiated and pre-irradiated EPI diodes can be used as a reliable alternative choice to relative medical imaging photon dosimetry within 10 Gy and 206 kGy of accumulated dose, respectively.

Neste trabalho são apresentados os resultados obtidos com diodos resistentes a danos de radiação dos tipos fusão zonal padrão (FZ), fusão zonaI com difusão de oxigênio (DOFZ) e Czochralski magnético (MCz) em dosimetria de processamento por radiação gama. Estes dispositivos de junção p+-n-n+ foram manufaturados por Okmetic Oyj. (Vantaa, Finland) e processados no Centro de Microeletrônica da Universidade de Tecnologia de Helsinki no âmbito da colaboração RD50 do CERN. As sondas dosimétricas, baseadas nos dispositivos FZ, DOFZ and MCz, foram projetadas para operar sem tensão de polarização no modo de corrente direta como dosímetros on-line de radiação. As irradiações foram realizadas no Centro de Tecnologia das Radiações (CTR) no IPEN-CNEN/SP usando a fonte de 60Co (Gammacell 220 Nordion) com a taxa de dose de aproximadamente 2,4 kGy/h. A resposta em corrente de cada diodo foi medida em função do tempo de exposição em intervalos de dose desde 5 kGy até 50 kGy atingindo a dose total absorvida 275 kGy. Os resultados obtidos demonstraram um significante decréscimo da fotocorrente gerada em todos os dispositivos para doses totais absorvidas superiores a aproximadamente 25 kGy. Para reduzir este efeito, as amostras foram pré-irradiadas com raios gama do 60Co a uma dose de 700 kGy, para saturar a produção de armadilhas no volume sensível do diodo. Depois da pré-irradiação, apesar de serem menos sensíveis, todos os dispositivos apresentaram sinais de corrente estáveis mesmo para a dose total absorvida de 275 kGy. A fim de monitorar possíveis efeitos de danos de radiação VII produzidos nos diodos, as correntes de fuga e capacitância destes dispositivos foram medidas em função da dose total absorvida. As curvas de calibração dos dosímetros mostraram respostas quadráticas com coeficientes de correlação maiores do que 0,9999 para doses totais absorvidas de até 275 kGy. A comparação entre as respostas dosimétricas dos diodos estudados evidenciou que o melhor resultado foi obtido com o MCz que exibiu maiores sensibilidade e estabilidade do que os dispositivos FZ e DOFZ. No entanto, é importante notar que todos os diodos pré-irradiados podem ser utilizados como dosímetros em aplicações de processamento por radiação gama. / In this work we report on results obtained with rad-hard Standard Float Zone (FZ), Diffusion Oxygenated Float Zone (DOFZ) and Magnetic Czochralski (MCz) silicon diodes in gamma radiation processing dosimetry. These p+-n-n+ junction devices were manufactured by Okmetic Oyj. (Vantaa, Finland) and processed by the Microelectronics Center of Helsinki University of Technology in the framework of the CERN RD50 Collaboration. The dosimetric probes, based on FZ, DOFZ and MCz devices, were designed to operate without bias voltage in the direct current mode as on-line radiation dosimeter. The irradiations were performed in the Radiation Technology Center (CTR) at IPEN-CNEN/SP using a 60Co source (Gammacell 220 Nordion) with a dose rate around of 2.4 kGy/h. The current response of each diode was measured as a function of the exposure time in steps from 5 kGy up to 50 kGy to achieve a total absorbed dose of 275 kGy. The results obtained showed a significant decrease in the photocurrent generated in all devices for total absorbed doses higher than approximately 25 kGy. To reduce this effect, the samples were pre-irradiated with 60Co gamma rays at 700 kGy in order to saturate the trap production in the diodes sensitive volume. After pre-irradiation, despite of being less sensitive, all devices exhibited more stable photocurrent signals, even for total absorbed doses of 275 kGy. To monitor possible gamma radiation damage effects produced on the diodes, their dynamic leakage current and capacitance were measured as a function of the absorbed dose. IX The calibration curves of the dosimeters showed quadratic responses with correlation coefficient higher than 0.9999 for total absorbed dose up to 275 kGy. The comparison among the dosimetric response of the diodes studied evidenced that the best result was achieved with the MCz which exhibited higher sensitivity and stability than the FZ and DOFZ devices. However, it is important to note that all pre-irradiated diodes can be used as gamma dosimeters in radiation processing applications.

A dosimetria in vivo é a verificação final da dose real administrada ao paciente e tornou-se atualmente necessária devido ao aumento da complexidade e da sofisticaçã das técnicas radioterápicas. A finalidade deste trabalho foi apresentar, verificar e avaliar alguns procedimentos básicos, práticos e viáveis para a implementação da dosimetria in vivo com dosímetros termoluminescentes na verificação de dose em um serviço de radioterapia. Para o estabelecimento do sistema dosimétrico termoluminescente, alguns testes e medições foram realizados, incluindo o procedimento de inicialização, a determinação da homogeneidade do grupo de dosímetros, a determinação do fator de correção individual de cada dosímetro, a determinação da faixa de linearidade do sistema e do coeficiente de calibração. Medições em um objeto simulador antropomórfico foram realizadas para garantir que os métodos utilizados são satisfatórios antes que estes fossem usados para medições em pacientes. Medições de dose em um paciente foram feitas em um tratamento de câncer de próstata. A metodologia proposta pode ser usada como parte de um programa de garantia de qualidade em um serviço de radioterapia. / In vivo dosimetry is the ultimate check of the actual dose delivered to an individual patient and has become a procedure actually necessary due to increasing complexity and sophistication of radiotherapy techniques. The purpose of the present work was to present, verify and evaluate some basic, practical and viable procedures for the implementation of in vivo dosimetry with thermoluminescent dosimeters for patient dose verification at a radiotherapy service. For the setting up of the thermoluminescent dosimetric system, several tests and measurements were carried out including the initialisation procedure, the determination of the batch homogeneity, the determination of individual correction factor of each dosimeter, the determination of linearity range of the system and its calibration coefficients. Anthropomorphic phantom measurements were taken to ensure that the methods are satisfactory before they are used for patients measurements. Patient dose measurements were carried out in a prostate cancer treatment. The proposed methodology can be used as a part of a quality assurance program in a radiotherapy service.

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Os dados dos pacientes e os parâmetros de irradiação utilizados em 159 exames radiográficos dos seios da face de crianças, com idades entre 0 e 15 anos, foram coletados, sendo 103 radiografias realizadas na projeção lateral (radiografia cavum) e 56 radiografias realizadas nas projeções pósteroanteriores em fronto-naso (FN) e mento-naso (MN) (radiografias Caldwell e Waters, respectivamente). Inicialmente, foram efetuadas as avaliações de desempenho dos dois equipamentos de raios X pertencentes aos hospitais. A partir dos valores dos rendimentos dos tubos de raios X e dos parâmetros de irradiação empregados nos exames, foram estimados os valores de kerma no ar na superfície de entrada (Ka,e) e produto kerma no ar-área (PK,A). Os valores de kerma no ar nas regiões dos olhos e da tireoide foram estimados utilizando dosímetros termoluminescentes (TLD-100). As doses absorvidas médias nos órgãos e a dose efetiva foram estimadas com o software PCXMC® a partir dos dados antropométricos, parâmetros de irradiação e do kerma no ar incidente (Ka,i), obtido com o rendimento. Os resultados mostraram que os valores de Ka,e variaram entre 0,065 mGy e 1,113 mGy, para radiografias cavum, entre 0,13 mGy e 7,99 mGy, para radiografias na incidência Caldwell e entre 0,13 mGy e 10,12 mGy, para radiografias na incidência Waters. Os valores do kerma no ar na região dos olhos variaram entre 0,001 mGy e 0,968 mGy, nas radiografias cavum, e 0,011 mGy e 0,427 mGy, nas incidências Caldwelll e Waters (conjuntamente). Na região da tireoide, os valores de kerma no ar variaram entre 5 μGy e 932 μGy, para as radiografias cavum, e 2 μGy e 972 μGy, para as incidências Caldwell e Waters. 90% dos valores de Ka,e estimados para os exames realizados no Hospital B encontram-se dentro do recomendado pela comunidade britânica, enquanto todos no Hospital A encontram-se acima. O fato do Hospital B apresentar valores de Ka,e dentro do aconselhado não significa que seu serviço esteja otimizado, devido a grande quantidade de filmes rejeitados, cuja imagem apresentava-se clara e inapropriada para o diagnóstico, elevando a dose final recebida pelo paciente pela repetição do exame. Os altos valores de Ka,e devem-se, principalmente, à utilização indiscriminada da grade antiespalhamento, não recomendada para pacientes desta idade. Os valores de PK,A variaram entre 5,7 mGy.cm2 e 92,3 mGy.cm2 para as radiografias cavum, entre 24,4 mGy.cm2 e 340,3 mGy.cm2 para as radiografias Caldwell e, entre 34,0 mGy.cm2 e 378,3 mGy.cm2 para as radiografias Waters. A partir dos dados pode-se concluir que há necessidade de otimização dos procedimentos radiográficos. / In this study, a survey was conducted in order to assess doses received by pediatric patients ongoing conventional radiographs of the sinuses, performed in Recife, PE. For the study, two hospitals of SUS (Sistema Único de Saúde), with high demand for pediatric examinations, were selected. Patient data and irradiation parameters were collected for 159 radiographs of the children’s sinuses with ages between 0 and 15. Among those, 103 radiographs were taken on the lateral projection (cavum radiography) and 56 radiographs were taken in posteroanterior projections in fronto-naso (FN) and mento-naso (MN) (Caldwell and Waters radiographs, respectively). Initially, the performance of the two X-ray equipment was evaluated. Air kerma values at the entrance surface (Ka,e), and air kerma area product (PK,A) were estimated using X-ray tubes output and irradiation parameters used in the examinations. Air Kerma values on the eyes and thyroid were estimated using thermoluminescent dosimeters (TLD-100). The average absorbed organ doses and effective dose were estimated at the PCXMC® software using the anthropometric data, irradiation parameters and the incident air kerma (Ka,i) obtained with the x-ray tube output. The results showed that Ka,e values varied between 0.065 and 1.113 mGy for cavum radiographs; between 0.13 and 7.99 mGy for Caldwell’s view; and between 0.13 and 10.12mGy for Waters’ view. The air kerma values in at the eye region varied from 0.001 mGy to 0.968 mGy for cavum radiographs, and from 0.011 mGy to 0.427 mGy for Caldwell and Waters’ views (together). In the thyroid region air kerma values ranged from 5 μGy to 932 μGy for cavum view and from 2 μGy to 972 μGy for Caldwell and Waters’ views. Tests performed at Hospital B have shown that 90% of the Ka,e values estimated during exams are within the recommended values by British Commonwealth, while all the Ka,e values in the Hospital A were above it. However, even though Hospital B presented Ka,e values within recommended values, this service was not optimized, due to the large amount of rejected films, whose image were inappropriate for diagnosis resulting in increased dose by the patient re-examination. The high Ka,e values are due mainly to the indiscriminate use of anti-scatter grid, not recommended for patient ages assessed in this study. PK,A values varied between 5.7 and 92.3 mGy.cm2 for cavum radiographs, between 24.4 and 340.3 mGy.cm2 for Caldwell’s view and between 34.0 and 378.3 mGy.cm2 for Waters’ view. Thus, it was concluded that there is need for optimization of radiographic procedures.

Orientador: Augusto Batagin Neto / Resumo: Radiações ionizantes são atualmente empregadas em diversos setores, inclusive na área da saúde. Contudo, devido às suas características potencialmente danosas à saúde humana, faz-se necessário um monitoramento adequado e contínuo, especialmente no que tange a dosimetria pessoal. Neste contexto, materiais conjugados em solução têm sido apontados como sistemas promissores para a confecção de dosímetros. Apesar das interessantes propriedades destes sistemas, a maioria deles apresenta baixa sensibilidade, o que restringe a sua aplicação efetiva em situações reais. O presente trabalho visa o desenvolvimento de dosímetros baseados em soluções poliméricas e materiais orgânicos de baixo custo relativo. Neste estudo trabalhou-se com dois sistemas principais: i) baseado no polímero poli [(9,9- dioctilfluorenil-2,7,diil)-co-(1,4-vinilienofenileno)] (F8PV) em solução de clorofórmio; e ii) no corante Índigo-carmin (IC) diluído em água, com e sem a presença de nanopartículas de óxido de zinco ou sal inorgânico (NaCl). Amostras com diferentes concentrações foram consideradas e diferentes doses de radiação X foram empregadas. A resposta dosimétrica foi avaliada por meio da análise do espectro de absorção óptica dos sistemas na região do ultravioleta-visível e espectro de infravermelho (FTIR). Os resultados obtidos apontam o sistema F8PV/CHCl3 como um sistema dosimétrico promissor com respostas otimizadas em relação à sistemas poliméricos similares, permitindo a aferição de doses inferiores a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre