A avaliação do desempenho dos detectores termoluminescentes de CaSO4:Dy, produzidos pelo IPEN, tem como objetivo apresentar uma alternativa aos dosímetros de LiF:Mg,Ti comerciais (TLD-100), amplamente empregados em radioterapia, na dosimetria de feixes clínicos de elétrons. Os dois tipos de detectores termoluminescentes foram caracterizados, com a utilização de objetos simuladores de PMMA, água sólida do tipo RMI-457 e água, em campos de radiação de elétrons de 4, 6, 9, 12 e 16 MeV de energias nominais, nos quais as curvas de dose-resposta foram obtidas e as doses superficial e profunda foram determinadas. A dependência da resposta termoluminescente com a energia nominal dos elétrons e com o objeto simulador empregado foram estudadas. O CaSO4:Dy apresentou o mesmo comportamento do LiF:Mg,Ti; de maneira que sua aplicação como uma alternativa às pastilhas TLD-100 na dosimetria de feixes de elétrons em radioterapia é viável e apresenta a sensibilidade à radiação de elétrons significativamente mais alta como principal vantagem. / The assessment of the performance of CaSO4:Dy thermoluminescent detectors produced by IPEN in the dosimetry of clinical electron beams aims to propose an alternative to the LiF:Mg,Ti commercial dosimeters (TLD-100) largely applied in radiation therapy. The two types of thermoluminescent dosimeters were characterised with the use of PMMA, RMI-457 type solid water and water phantoms in radiation fields of 4, 6, 9, 12 and 16 MeV electrons of nominal energies in which the dose-response curves were obtained and the surface and depth doses were determined. The thermoluminescent response dependency with the electron nominal energies and the applied phantom were studied. The CaSO4:Dy presented the same behaviour than the LiF:Mg,Ti in such a way that its application as an alternative to the TLD-100 pellets in the radiation therapy dosimetry of electron beams is viable and presents the significantly higher sensitivity to the electron radiation as its main advantage.

A avaliação do desempenho dos detectores termoluminescentes de CaSO4:Dy, produzidos pelo IPEN, tem como objetivo apresentar uma alternativa aos dosímetros de LiF:Mg,Ti comerciais (TLD-100), amplamente empregados em radioterapia, na dosimetria de feixes clínicos de elétrons. Os dois tipos de detectores termoluminescentes foram caracterizados, com a utilização de objetos simuladores de PMMA, água sólida do tipo RMI-457 e água, em campos de radiação de elétrons de 4, 6, 9, 12 e 16 MeV de energias nominais, nos quais as curvas de dose-resposta foram obtidas e as doses superficial e profunda foram determinadas. A dependência da resposta termoluminescente com a energia nominal dos elétrons e com o objeto simulador empregado foram estudadas. O CaSO4:Dy apresentou o mesmo comportamento do LiF:Mg,Ti; de maneira que sua aplicação como uma alternativa às pastilhas TLD-100 na dosimetria de feixes de elétrons em radioterapia é viável e apresenta a sensibilidade à radiação de elétrons significativamente mais alta como principal vantagem. / The assessment of the performance of CaSO4:Dy thermoluminescent detectors produced by IPEN in the dosimetry of clinical electron beams aims to propose an alternative to the LiF:Mg,Ti commercial dosimeters (TLD-100) largely applied in radiation therapy. The two types of thermoluminescent dosimeters were characterised with the use of PMMA, RMI-457 type solid water and water phantoms in radiation fields of 4, 6, 9, 12 and 16 MeV electrons of nominal energies in which the dose-response curves were obtained and the surface and depth doses were determined. The thermoluminescent response dependency with the electron nominal energies and the applied phantom were studied. The CaSO4:Dy presented the same behaviour than the LiF:Mg,Ti in such a way that its application as an alternative to the TLD-100 pellets in the radiation therapy dosimetry of electron beams is viable and presents the significantly higher sensitivity to the electron radiation as its main advantage.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:14:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8685_1.pdf: 2609467 bytes, checksum: df3a1f7a23ceefd241ca386948713bc5 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / A dosimetria de feixes de elétrons de alta energia utilizados em radioterapia é realizada atualmente com câmaras de ionização de placas paralelas. Entretanto, devido aos crescentes avanços nas técnicas de tratamento utilizadas, detectores com maior resolução espacial do que as câmaras de ionização são necessários. Os detectores semicondutores podem ser a melhor solução. Diodos com estrutura de múltiplos anéis de guarda têm sido desenvolvidos para aplicações em campos de alta radiação. Este tipo de diodo é mais resistente aos danos da radiação, e apresenta alto grau de pureza, excelentes características de resposta e pequenas dimensões. O objetivo deste trabalho foi caracterizar dois tipos de diodos, de baixo custo, para dosimetria de feixes de elétrons utilizados em radioterapia: o diodo CERN MGR, com múltiplos anéis de guarda e o diodo XRA-24, sem múltiplos anéis de guarda. As respostas dos diodos foram avaliadas em feixes de elétrons, com energias entre 5 e 15 MeV, através das medidas de repetibilidade e linearidade de resposta com a dose e da dependência com a energia, taxa de dose média, tamanho do campo de radiação e profundidade ao longo do eixo central do campo de radiação. Os resultados mostraram excelente repetibilidade, com coeficiente de variação inferior a 0,4%. Em relação à sensibilidade, foram observados valores 60.000 vezes maiores do que os observados para as câmaras de ionização Markus Advanced e PPC05, quando normalizada pelo volume sensível dos detectores. A dependência energética do diodo CERN MGR foi inferior a 2% para energias entre 10 e 15 MeV e a 7% para energias entre 5 e 9 MeV. Para o diodo XRA-24, a dependência energética foi inferior a 8,5% para as energias entre 8 e 12 MeV. A variação da resposta do diodo CERN MGR em função da taxa de dose média foi cerca de 0,2%. Os fatores de saída de campo medidos com o diodo CERN MGR concordaram dentro de 2% em relação aos medidos com a câmara de ionização. As curvas de porcentagem de dose profunda obtidas com os dois diodos possibilitaram a determinação do índice de qualidade dos feixes dentro de 1% em relação aos valores obtidos com a câmara de ionização. A partir deste estudo, conclui-se que os dois tipos de diodos, com e sem múltiplos anéis de guarda, são alternativas confiáveis e econômicas para a realização da dosimetria de feixes de elétrons aplicados em radioterapia. Eles podem ser utilizados na dosimetria de técnicas que necessitam de pequenos campos de radiação e para dosimetria in vivo

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.

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.