Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-03T14:54:17Z No. of bitstreams: 2 Tese Christiana Santoro.pdf: 3113485 bytes, checksum: a68c5a97a3d3526a4380012a9661d8b1 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T14:54:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese Christiana Santoro.pdf: 3113485 bytes, checksum: a68c5a97a3d3526a4380012a9661d8b1 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / Há uma forte tendência na monitoração individual de estar sempre sendo envolvida com refinamentos, tais como a criação de novos procedimentos e equipamentos que sejam capazes de simular, com maior eficácia, a realidade em termos das condições radiológicas nas quais trabalhadores estão submetidos quando expostos às fontes externas de radiação ionizante, tais como fótons e partículas. Laboratórios de Calibração proporcionam uma série de condições de irradiação muito bem definidas e padronizadas que podem ser utilizadas em estudos de fenômenos físicos, baseadas nas recomendações estabelecidas por Comissões Internacionais: International Commission on Radiation Units and Measurements – ICRU; International Commission on Radiological Protection - ICRP e International Organization for Standardization – ISO. Elas estabelecem em seus relatórios, entre outros, requisitos necessários ao propósito da calibração, neste caso em especial, na atividade da monitoração individual. Entretanto, neste campo, muitas descobertas ainda podem vir a contribuir para condições radiológicas ideais e satisfatórias. Visando preencher uma dessas lacunas, um fantoma slab, simulador do tronco humano, foi utilizado neste trabalho, com o objetivo de avaliar o valor convencionalmente verdadeiro do equivalente de dose pessoal para dosímetros fotográficos, HP(d). O fantoma slab foi adaptado e nele foram construídos dois porta-dosímetros, que foram posicionados dentro do fantoma a uma profundidade de 11 mm da sua superfície frontal. A seguir, dosímetros fotográficos foram calibrados para o equivalente de dose pessoal HP(10), a uma profundidade d = 10 mm da superfície frontal, esta é a posição onde ocorre o equilíbrio eletrônico do sistema dosimétrico para radiações fortemente penetrantes. Desta forma, por meio do dispositivo dosimétrico desenvolvido neste trabalho, foi possível avaliar a dose HP(10), considerando-se a influência do espalhamento e da absorção da radiação ionizante produzidos pelo corpo humano. Pesquisadores têm concebido produtos que aprimoram a avaliação de doses às quais trabalhadores são expostos, construindo câmaras de ionização, dosímetros e tantos outros dispositivos que ofereçam uma melhor exatidão na determinação de doses e energias, aperfeiçoando a qualidade do serviço prestado à sociedade. Baseado neste cerne, comum a tantos especialistas, foi criado o dispositivo dosimétrico composto por fantoma slab com porta-dosímetros para avaliar HP(10). As curvas de calibração para o equivalente de dose pessoal, HP(10) foram obtidas a partir dos dados obtidos no experimento quando submetido a doses de 0,2 a 50 mSv de uma fonte radioativa de 60Co e de 137Cs, e de feixes de raios X, nas qualidades de radiação de espectros largos (W) e estreitos (N), descritos pela ISO 4037-1. Com uma metodologia fundamentada na programação linear foram determinadas curvas de calibração para as qualidades de radiação estudadas e, posteriormente, foi examinada a dependência energética e angular do dispositivo dosimétrico. A ISO/FDIS 4037-3 estabelece um procedimento para calibração em HP(10) onde os dosímetros devem ser posicionados sobre um fantoma slab no ponto de referência do campo de radiação ionizante, e então, utiliza-se coeficientes de conversão do kerma no ar, Ka, para HP(10). Desta forma, foram comparados os resultados dos dosímetros irradiados sobre o fantoma slab, com os resultados dos dosímetros irradiados dentro do fantoma slab. Os resultados mostraram que o comportamento dos dosímetros irradiados dentro do fantoma slab, nas baixas energias, é completamente diferente dos dosímetros irradiados sobre o fantoma slab, devido ao espalhamento. A partir deste estudo, o procedimento de irradiação de dosímetros dentro do fantoma slab pode ser caracterizado e implantado em Laboratórios de Calibração. O procedimento de irradiação com o dispositivo dosimétrico possibilitará, dentre outras aplicações, a realização de ensaios e de calibrações para fins de estudos científicos e prestação de serviços.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-07-14T13:38:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação (versão final) Leoncio.pdf: 3177730 bytes, checksum: 3ae8af6eb5ff1a7f234df372ba6107db (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-14T13:38:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação (versão final) Leoncio.pdf: 3177730 bytes, checksum: 3ae8af6eb5ff1a7f234df372ba6107db (MD5) Previous issue date: 2016-06-30 / FACEPE / Nos últimos anos, a crescente dificuldade para aquisição e transporte internacional de irradiadores de raios gama, como o irradiador de Co-60 GammaCell 220 da Nordion, levou ao desenvolvimento de irradiadores de altas taxas de dose com base em feixes de raios-X, que operam na faixa de 150kV. Uma das aplicações deste tipo de irradiador é a irradiação de insetos, de amostras de sangue, etc. Para estes procedimentos, é importante que se tenha dosímetros que possam monitorar os processos de irradiação. O objetivo deste trabalho é o estudo e caracterização da alanina para que possa ser aplicada em dosimetria de irradiadores de raios-X de altas taxas de dose. A alanina é um aminoácido com número atômico efetivo próximo ao do tecido humano e é utilizada para dosimetria por ressonância paramagnética eletrônica (RPE) para aplicações em radioterapia. Neste trabalho, foram produzidas pastilhas de alanina com diferentes aglutinantes, bem como pastilhas puras revestidas com duas camadas de verniz, para serem utilizadas como dosímetros. Foram utilizados como aglutinantes parafina, teflon e estearina em concentrações de 1 %, 2 % e 5 % da massa total das pastilhas. Testes mecânicos, como ultrassom e rot-up, foram realizados para avaliar a resistência mecânica das pastilhas produzidas. Após os testes mecânicos, verificou-se que as pastilhas preparadas com alanina pura apresentavam resistência mecânica suficiente para serem utilizadas como dosímetros. A reprodutibilidade de sua resposta RPE foi avaliada a partir da irradiação de dez dosímetros com dose de 100 Gy com uma fonte de Co-60. Para investigar a estabilidade da resposta da alanina-RPE com o tempo, três dosímetros foram irradiados com uma dose de 200 Gy com uma fonte de Co-60, sendo a leitura realizada após cinco horas da irradiação e releituras após 15, 40, 87, 110 e 137 dias da irradiação. Para obter as curvas de calibração para raios gama e raios – X, amostras foram irradiadas, respectivamente, com doses de 0 a 1 kGy e de 18,7 Gy a 206 Gy. Os resultados mostram que a resposta dos dosímetros de alanina-RPE apresentou reprodutibilidade com um coeficiente de variação de 1,2%. O estudo do desvanecimento da resposta dos dosímetros mostrou uma variação de 0,8% em 137 dias. De acordo com os resultados obtidos, o sistema de dosimetria alanina-RPE pode ser utilizado, de forma confiável, como um sistema padrão de transferência para as aplicações do irradiador de raios-X de baixa energia, o RS 2400. / In recent years, the increasing difficulty in acquisition and international transport of gamma ray radiators, as irradiator Co-60 Gammacell 220 of Nordion led to the development of high dose rate irradiators based on X-ray beams that they are operating in the 150kV range. One application of this type of irradiator and irradiation of insects, blood samples, etc. For these procedures, it is important to have dosimeters that can monitor the irradiation processes. The objective of this work is the study and characterization of alanine that can be applied in dosimetry irradiating X-ray of high dose rates. Alanine is an amino acid in effective atomic number close to that of human tissue and is used for dosimetry for electron paramagnetic resonance (EPR) for applications in radiotherapy. In this work, alanine pellets were produced with different binders as well as pure tablets coated with two coats of varnish to be used as dosimeters. They were used as binders paraffin, teflon and stearin in concentrations of 1%, 2% and 5% of the total mass of the pastilles. Mechanical tests, such as ultrasound and rot-up were conducted to evaluate the mechanical strength of the tablets produced. After mechanical testing, it was found that the tablets prepared with pure alanine had sufficient mechanical strength to be used as dosimeters. The reproducibility of EPR response was evaluated from the irradiation ten dosimeters with dose 100 Gy with a source of Co-60. To investigate the stability of alanine EPR response over time of three dosimeters were irradiated with a dose of 200 Gy with a source of Co-60, the reading being performed after five hours of irradiation and readings after 15, 40, 87, 110 and 137 days of irradiation. To obtain the calibration curves for gamma rays and X - ray irradiated samples were, respectively, at doses from 0 to 1 kGy and 18.7 Gy to 206 Gy. The results show that the response of EPR-alanine dosimeters showed reproducibility with a coefficient of variation 1.2%. The study fading dosimeters response showed a variation of 0.8% in 137 days. According to the results, the system alanine EPR dosimetry can be used reliably as a pattern transferring system for irradiating the applications of low-energy X-rays, the RS 2400.

Orientador: Celso Dario Ramos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-26T18:27:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Takahashi_MariaEmiliaSeren_M.pdf: 16141939 bytes, checksum: 42dea31b2ec345da45284f3ac4086cfc (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Contexto: Apesar do importante potencial dos cálculos dosimétricos para uso clínico em radiosinoviortese (RSV), há poucos dados na literatura sobre este assunto. Neste trabalho, é proposta uma metodologia para dosimetria beta paciente-específica utilizando imagens SPECT/CT para avaliar a dose absorvida por RSV em articulações tratadas com hidroxiapatita marcada com samário-153 (HA-153Sm) e hidroxiapatita marcada com ítrio-90 (HA-90Y). Metodologia: Uma análise voxel-por-voxel foi realizada para construir um mapa de dose absorvida tridimensional para três pacientes tratados com HA-90Y (185MBq) ou HA-153Sm (740MBq). Uma equação genérica de dose absorvida foi utilizada para calcular a dose absorvida no voxel, a partir da atividade intra-voxel obtida da quantificação da imagem SPECT e a sua massa correspondente obtida a partir da imagem CT. Considerando o tamanho do voxel (7.79mmX7.79mmX7.79mm), a energia média e o alcance terapêutico das partículas beta emitidas do 90Y e 153Sm, é assumido que a dose em cada voxel não é afetada pela atividade dos voxels vizinhos. Dados sobre a razão de dose entre HA-90Y e HA-153Sm foram comparados. Resultados: Foram obtidas distribuição espacial da dose absorvida, dose absorvida total e dose absorvida por atividade injetada para cada paciente. A dose absorvida relativa entre HA-90Y e HA- 153Sm foi cerca de 5.5:1. Conclusão: Dosimetria paciente-específica em RSV pode ser uma poderosa ferramenta, especialmente em distribuições heterogêneas de radiotraçadores intra-articulares, quando doses terapêuticas complementares podem ser necessárias. Usando esta metodologia, foi possível demonstrar que podem ser obtidos efeitos terapêuticos comparáveis entre as RSVs realizadas com HA-90Y e HA-153Sm se for utilizada uma atividade cerca 5.5 vezes maior de HA-153Sm / Abstract: Background: Despite the potential clinical importance of dosimetric calculations in radiosynovectomy (RSV), there are very few data in the literature about this topic. In this study, we propose a patient-specific methodology for beta dosimetry using SPECT/CT images to evaluate the absorbed dose of RSV in human joints treated with HA-90Y and HA-153Sm. Methods: A voxel-by-voxel analysis was performed to build a 3D absorbed dose map for three patients treated with HA-90Y (185MBq) or HA-153Sm (740MBq). A generic absorbed dose equation was used to calculate the voxel dose, supported by the voxel activity obtained from quantified SPECT image and the corresponding voxel mass obtained from CT image. Considering the voxel size (7.79mmX7.79mmX7.79mm), the average energy and the therapeutic range of emitted beta particles from 90Y and 153Sm, we assumed that the dose in each voxel is not affected by the activity of neighboring voxels. Data about ratio of absorbed dose between HA-90Y and HA-153Sm were compared. Results: Spatial distribution of absorbed dose, total absorbed dose and absorbed dose per injected activity were obtained for each patient. The calculated relative absorbed dose between HA-90Y to HA-153Sm was about 5.5:1. Conclusions: Patient-specific dosimetry in RSV can be a powerful tool, especially in heterogeneous intra-articular distributions of radiotracer when additional therapeutic doses can be administered. Using this methodology we estimated that it is possible to achieve comparable therapeutic effects for RSV using HA-90Y if one uses activities about 5.5 times greater of HA-153Sm / Mestrado / Clinica Medica / Mestra em Clínica Médica

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 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.

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 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.

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.

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.