Les mesures fines des faibles radioactivités par la spectrométrie gamma nécessitent l’optimisation de la géométrie de détection et la connaissance du schéma de niveaux des raies gamma. Ainsi, on peut augmenter le taux de comptage et par conséquent, réduire l’incertitude statistique des pics spectraux exploités pour le calcul de l’activité des radio-isotopes en rapprochant le plus possible l’échantillon du détecteur. Cependant, l’augmentation du volume de l’échantillon demande une correction de l’auto-absorption des émissions par l’échantillon même, et le rapprochement du détecteur est à l’origine du phénomène de pic-somme. L’utilisation de MCNPX a permis de mettre en évidence les effets séparés de la densité de l’échantillon et le nombre atomique effectif dans l’atténuation des photons d’énergie inférieure à 100 keV. Les facteurs de correction du pic-somme sont obtenus par MCNPX, GESPCOR et ETNA. Ainsi, une base des données pour 244 radionucléides a été établie pour des géométries SG50 et SG500 au contact d’un détecteur. Dans une application à la radioprotection, des échantillons de matériaux de construction ont été analysés par la spectrométrie gamma. L’Uranium-238, le Thorium-232 et le Potassium-40 ont été identifiés et corrigés des effets sus-cités. La dosimétrie de leurs rayonnements gamma a permis d’évaluer les indices de risque, la dose absorbée et la dose efficace annuelle reçues provenant de ces matériaux. Les simulations par MCNPX corroborent le modèle de calcul de la dose absorbée. Il a permis aussi d'étudier la distribution de la dose dans les habitations de différentes dimensions. Les résultats obtenus sont en accord avec les limites règlementaires. / Precisely measuring weakly radioactive samples by gamma-ray spectrometry requires optimizing the detection geometry and knowledge of the gamma-ray decay scheme. One can thus increase the counting rate and reduce the statistical uncertainty of the spectral peaks used to determine radioisotope activities. However, an increased sample volume requires a correction for the self-absorption of y-rays in the sample itself, and approaching a sample to the detector gives rise to coincidence summing. MCNPX simulations permitted finding the separate influence of sample density and effective atomic number of the sample in the attenuation of photons with energies less than 100 keV. Peak-summing corrections were obtained with MCNPX, GESPCOR and ETNA. Thus a data base for 244 radionuclides could be established for SG50 and SG500 geometries in contact with a planar detector. In an application of the results to the health physics domain, construction materials were analyzed. Naturally-occurring Uranium-238, Thorium-232 and Potassium-40 activities were identified and corrected for the above-mentioned effects in order to evaluate the risk indexes, the absorbed dose and the annual effective dose received from different dimensions built of these materials. MCNPX simulations corroborated the model used to calculate the absorbed dose and gave its distribution in an enclosed space. The results obtained are within the recommended norms.

Medidas da radiação gama ambiental foram feitas em algumas regiões da cidade de Ribeirão Preto-SP, de forma a contribuir para o conhecimento acerca dos níveis desse tipo de radiação no estado de São Paulo e no território brasileiro. Escolheu-se determinar as médias anuais de dose efetiva e dose efetiva coletiva, uma vez que estas grandezas levam em conta o risco de possíveis efeitos biológicos associados a exposição à radiação ionizante. Para determinar os valores dessas grandezas, os diversos setores censitários das regiões selecionadas foram mapeados e avaliados individualmente, de acordo com a taxa de dose média absorvida no ar e número de habitantes de cada setor. Utilizou-se um sistema de detecção da radiação gama baseado em cintilador plástico e GPS, que possibilitaram a medida da taxa de dose absorvida no ar a cada segundo, para as coordenadas geográficas selecionadas. Embora este sistema tenha sido desenvolvido para a detecção de fontes artificiais perdidas, ou seja, não tem o objetivo principal de fazer medidas dosimétricas da radiação gama natural, teve seus modos de leitura calibrados e comparados com resultados da literatura (com uma incerteza média de 8,7 %). Dos resultados obtidos, dos mapeamentos realizados nas regiões consideradas, as médias anuais da dose efetiva e dose efetiva coletiva para ambientes ao ar livre foram encontradas com os valores 0,034 ± 0,004 mSv/ano e 25,62 ± 9,25 homem.mSv/ano respectivamente, sendo a primeira cerca da metade da média mundial da dose efetiva recomendada pela UNSCEAR. As médias obtidas são baixas quando comparadas às encontradas em outros estudos sobre dose de radiação gama ao ar livre no estado de São Paulo e em outras regiões do território brasileiro (sendo, de 1,7 até 5,6 vezes menor). / Gamma environmental radiation measurements were done for some urban regions in the city of Ribeirão Preto-SP, in order to contribute with this knowledge on the annual ambiental values of this type of radiation in the São Paulo state and in the Brazilian territory. The quantities chosen were effective dose and effective collective dose, once they take into account the possible biologic damage related to the ionizing radiation energy absorbed. For the assessments of these quantities, selected census sectors were initially mapped out, regarding their average absorbed dose in air and the number of inhabitants living in each one of the sectors. The detector system used is based on an organic plastic scintillator and a GPS, that allows to obtain the absorbed dose rate for each second and their respective geographic coordinates. Even though this system was developed to detect missing artificial gamma sources, in other words, its main function is not for dosimetric measurements, both display modes were calibrated in exposure rate (R/h) and absorbed dose rate (Gy/h) and their readings were compared to results from the literature (with an average uncertainty of 8.7%). From the mapping results of the selected regions, the annual average effective dose and effective collective dose for outdoor environments were obtained, respectively as 0.034 ± 0.004 mSv/year and 25.62 ± 9.25 man.mSv/year. The value for the first average dose is lower (about half) than the worldwide average value published by the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR), also lower than the values from other regions in the national territory, regarding the gamma dose rate in outdoor environments (from 1.7 up to 5.6 times lower).

Abstract Computed tomography (CT) and interventional procedures cause relatively high patient doses compared with other imaging modalities in radiology. The optimization of the imaging equipment and procedures is important and necessary due to the known risks caused by ionization radiation. The different irradiation geometries and dose units between imaging techniques complicate the comparison of patients’ radiation exposure. Absorbed doses (D) of organs predict the tissue reactions of the procedures, while effective dose (E) is a useful means of comparing the stochastic effects of the different imaging procedures. A and E can be estimated from dosimetric measurements in a phantom. In vivo measurements are used during a radiological examination. In the present thesis, various properties of radiophotoluminescence dosimeters (RPLD) were investigated to verify the applicability of RPL dosimetry in radiology. The absorbed dose was determined in vaginal fornix of seven pregnant women, in the area near the head of the fetus during prophylactic catheterization before uterine artery embolization (UAE). The evaluation of the radiation exposure of digital subtraction angiography (DSA) and computed tomography angiography (CTA) was performed using an anthropomorphic phantom. Absorbed doses of organs and effective dose were determined for a typical four-vessel angiography of the cerebral area, including intracranial vessels, and for the cervicocerebral area, including both cervical and intracranial vessels. RPLD shows excellent dose linearity and minimal fading. The low dose detection threshold was determined to be 20 µGy with a coefficient of variation (CV) of 12.2%. The methodology is independent of photon energy in the energy range used in radiology. For seven patients studied, the mean value of D in vaginal fornix was 11.2 mGy (range 2.2–28.7) being low dose study when pulsed fluoroscopy with an optimized protocol is used without angiography exposures. In the assessment of cerebral vessels, the effective dose for CTA was approximately one-fifth of the dose compared with DSA. The dose for cervicocerebral vessels CTA was approximately one third higher compared with DSA. Conversion factors from the DAP and the DLP to the effective dose were calculated for the specific angiographic protocols. RPL dosimetry shows sufficient reliability in measuring radiation doses in radiology. / Tiivistelmä Tietokonetomografiakuvauksissa ja toimenpideradiologisissa tutkimuksissa potilaan säteilyaltistus on suhteellisesti korkeampi verrattuna muihin radiologisiin kuvausmenetelmiin. Kuvauslaitteiden erilaiset kuvausgeometriat ja annosyksiköt hankaloittavat potilaan säteilyaltistuksen vertailua eri tutkimusmenetelmien välillä. Kudokseen absorboituneen annoksen (D) avulla arvioidaan ionisoivan säteilyn suoraa haittavaikutusta kudokselle, kun taas efektiivisen annoksen (E) määrittämisellä arvioidaan säteilyn satunnaista haittaa. D ja E voidaan mitata annosmittarilla käyttäen potilasvastinetta. In vivo mittauksella saadaan annostietoa tutkimuksen aikana suoraan potilaasta. Radiofotoluminesenssiannosmittarin (RPLD) soveltuvuus radiologisiin annosmittauksiin varmistettiin tutkimalla mittarin eri fysikaalisia ominaisuuksia. RPLD:a käytettiin intravaginaalisen annoksen mittauksessa seitsemällä raskaana olevalla naisella. Potilaille tehtiin massiivisen verenvuodon ehkäisemiseksi kohdun valtimosuonten katetrointi läpivalaisuohjattuna ennen kohtuvaltimoiden tukkimishoitoa (UAE). Mittaustulokset antavat tietoa kudokseen absorboituneesta annoksesta lähellä syntymätöntä lasta. Tietokonetomografia-angiografia (TTA) ja digitaalinen subtraktioangiografia (DSA) tutkimusten annosmittaukset tehtiin potilasvastineessa käyttäen RPLD:a. Elinannoksista laskettiin efektiivinen annos aivovaltimoiden ja aivokaulavaltimoiden angiografiatutkimuksille. RPL -annosmittausmenetelmän havaittiin olevan lineaarinen ja annoksen häviäminen mittarista on vähäistä. Matalan annoksen mittausraja oli 20 µGy 12.2% toistettavuudella. RPLD on riippumaton säteilyenergiasta radiologiassa käytettävällä energia-alueella. Seitsemän potilaan keskimääräinen absorboitunut annos oli 11.2 mGy (vaihteluväli 2.2–28.7 mGy) emättimen pohjukasta mitattuna. Annostaso osoittaa, että katetrointitoimenpide on matala-annostutkimus, kun toimenpide tehdään läpivalaisuohjauksessa, eikä angiografisia kuvia käytetä. Aivovaltimoiden TTA:n efektiivinen annos oli viidesosa DSA menetelmän annoksesta. Aivokaulavaltimoiden TTA:n efektiivinen annos oli arviolta 35% korkeampi kuin DSA menetelmän annos. Konversiokertoimet DAP ja DLP yksiköistä efektiivisen annoksen laskemiseksi määritettiin tutkimuksessa käytetyille kuvausohjelmille. RPL -menetelmä osoitti riittävää luotettavuutta radiologisten säteilyannosten mittauksessa.

During hospitalisation in the SCBU premature neonates may undergo a significant number of radiographic procedures to assist mainly in the diagnosis and management of lung diseases, which represent one of the most life threatening conditions in the newborn. Additionally, repeated radiographs are required to confirm correct positioning of tubes and catheters inserted during the course of their management. Special attention should be paid in optimising exposures, as neonates have an increased risk of radiation induced malignancy compared to adults due to the high radiosensitivity of mitotic cells and their longer life expectancy. Another consideration in the frequent imaging of neonates, while in the SCBU, is that handling of the neonate should be minimised. Current clinical practice mainly involves positioning the cassette on the bed directly behind the neonate. However, lifting or moving the infant to position the cassette, can lead to hypoxia, bradycardia, cerebral haemorrhage and could cause accidental dislodgment of tubes, lines and probes. Additionally, medical and nursing issues include increased risk of cross infection and changes in the stable microenvironment of the incubator, e.g. humidity and temperature. Modern incubators incorporate an imaging tray under the bed to facilitate placement of the radiographic cassette without the need to disturb the infant. Paediatricians and nurses urge the use of the tray for the benefit of the neonate. One the other hand, great concerns form the radiographers were expressed, regarding increased dose and poor image quality due to greater attenuation of the beam, as well as for repeat exposures due to artifacts or misalignment. The current study was divided in three parts. The first objective of the study was to perform a survey of the doses encountered in two Special Care Baby Units, one at the University Hospital of Patras in Greece and the other one at the Royal Victoria Infirmary in Newcastle upon Tyne in the UK. The first part of this study was performed in Greece and an optimized radiographic protocol for film-screen was suggested according to neonatal birth weight. In the second part, realized in the UK, the use of the incubator imaging tray is investigated for positioning the CR cassette, with regards to detector dose, exposure index, image quality and radiation dose to patient. Part three is studying the effect of the new tissue radiosensitivity factors, published in the new report from the International Commission on Radiological Protection 2007, on the effective dose conversion coefficients in computed tomography examinations in paediatric patients. / Τα νεογνά, και ιδιαίτερα τα πρόωρα (διάρκεια κύησης έως και 24 εβδομάδες και βάρος γέννησης έως και 600 g) αμέσως μετά την γέννηση τους διανύουν μια περίοδο υψηλού κινδύνου και συχνά έχουν να αντιμετωπίσουν μια ποικιλία από σοβαρές έως και απειλητικές για τη ζωή επιπλοκές στην υγεία τους, που συχνά απαιτούν ειδική φροντίδα κατά τη διάρκεια των πρώτων ημερών στην Μονάδα Εντατικής Θεραπείας Νεογνών. Τόσο η καθυστερημένη ενδομήτρια ανάπτυξη, όσο και ο πρόωρος τοκετός αποτελούν σημαντικές αιτίες για την εμφάνιση αναπνευστικών ή καρδιαγγειακών προβλημάτων. Το ποσοστό επιβίωσης αυτών των νεογνών, ωστόσο, έχει αυξηθεί δραματικά κατά τις τελευταίες δύο δεκαετίες, που βασίζεται τόσο στην άµεση διάγνωση όσο και στην έγκαιρη και αποτελεσματική θεραπεία. Η ακτινογράφηση νεογνών είναι ένα απολύτως αναγκαίο και ισχυρό «εργαλείο» που συμβάλλει σηµαντικά όχι µόνο στην έγκαιρη αρχική διάγνωση και εκτίµηση της ασθένειας (π.χ αναπνευστική δυσχέρεια, εισρόφηση µηκωνίου, βρογχοπνευµονική δυσπλασία, πνευµοθώρακας, νεκρωτική εντεροκολίτιδα κτλ) αλλά και στην τοποθέτηση και επιβεβαίωση της σωστής θέσης των διαδερµικών ενδοφλέβιων κεντρικών γραµµών, οµφαλικών καθετήρων και ενδοτραχειακών σωλήνων που απαιτούνται κατά την αντιµετώπιση των συµπτωµάτων αυτών καθώς και κατά την παρακολούθηση της θεραπείας. Συνεπώς, ανάλογα µε τα κλινικά συμπτώματα που παρουσιάζουν, τα πρόωρα νεογνά υποβάλλονται σε ένα αρκετά σηµαντικό αριθµό ακτινογραφικών εξετάσεων θώρακος και κοιλίας (έως και > 60 ακτινογραφίες) κατά τις πρώτες µέρες ζωής. Επιπλέον, τα νεογνά πιθανόν να υποβληθούν σε μια ποικιλία από άλλες ακτινολογικές τεχνικές κατά τη διαχείριση της κατάστασής τους. Αν και η αξονική τομογραφία σε νεογνά (computed tomography- CT) π.χ. για την εκτίμηση των συγγενών ανωμαλιών της καρδιάς ή τραύμα στο κεφάλι, είναι σχετικά σπάνια σε σύγκριση με την ακτινογράφηση, ενόψει των υψηλών δόσεων που συνδέονται με την τεχνική αυτή, είναι σημαντικό για τους ακτινολόγους και τους τεχνολόγους να είναι σε θέση να εκτιμήσουν την δόση και τα στοχαστικά αποτελέσματα, όπως την πιθανότητα εμφάνισης καρκίνου η λευχαιμίας, εξαιτίας της ακτινοβολίας. Κατά τη διάρκεια εξετάσεων CT, η ενέργεια εναποτίθεται στα διάφορα όργανα με ένα περίπλοκο τρόπο, ανάλογα με την ακτινοβολούμενη ανατομική περιοχή και τις διαστάσεις του σώματος του ασθενή. Η εκτίμηση του κινδύνου καρκίνου απαιτεί γνώση των εν λόγω δόσεων στα όργανα. Ως εκ τούτου, κρίθηκε απαραίτητο να διερευνηθεί και να επαναπροσδιοριστεί μια μεθοδολογία δοσιμέτρησης, με σκοπό να συμβάλλει στη βελτιστοποίηση των ακτινολογικών τεχνικών στις αξονικές εξετάσεις νεογνών. Η ακτινοευαισθησία κάθε ιστού είναι ευθέως ανάλογη του ρυθµού εξάπλωσης και πολλαπλασιασµού των κυττάρων. Τα νεογνά είναι έως και δέκα φορές πιο ευαίσθητα σε σχέση µε τους ενήλικες στις χρωµοσωµατικές καταστροφικές συνέπειες της ακτινοβολίας, εξ’ αιτίας της υψηλής µιτωτικής δραστηριότητας των κυττάρων τους. Επιπλέον, κρίσιµα και ακτινοευαίσθητα όργανα, όπως ο µαστός, ο θυρεοειδής αδένας, οι γονάδες και ένα µεγάλο τµήµα του αιµοπαραγωγικού µυελού των οστών βρίσκονται κοντά ή εντός της πρωτογενούς δέσµης και ακτινοβολούνται απ’ ευθείας. Επίσης, λόγω του µεγαλύτερου προσδόκιµου ζωής των νεογνών σε σχέση µε οποιαδήποτε άλλη οµάδα ασθενών, υπάρχει μεγαλύτερη περίοδος της πιθανής εµφάνισης κακοήθειας εξ’ αιτίας της ακτινοβολίας. Ένα άλλο στοιχείο σχετικό με την συχνή απεικόνιση των νεογνών, κατά την παραμονή τους στην μονάδα, είναι ότι ο χειρισμός και η αλληλεπίδραση με το νεογνό θα πρέπει να ελαχιστοποιούνται. Τα πρόωρα νεογνά δέχονται ιατρική φροντίδα σε θερμοκοιτίδες, οι οποίες είναι σχεδιασμένες για να παρέχουν το βέλτιστο ελεγχόμενο μικροπεριβάλλον, ιδανικό για το μωρό, όπου οι ζωτικές λειτουργίες του μπορούν να παρακολουθούνται προσεκτικά συνεχώς. Κατά την ακτινογράφηση, στην τρέχουσα κλινική πρακτική, η κασέτα τοποθετείται κυρίως πάνω στο κρεβάτι, ακριβώς πίσω από το νεογνό. Ωστόσο, η ανάγκη για μετακίνηση και ανύψωση του νεογνού μπορεί να οδηγήσει σε υποθερμία, υποξία, βραδυκαρδία, εγκεφαλική αιμορραγία, καθώς και μεταφορά μολύνσεων και τυχαία εκτόπιση των κεντρικών γραμμών και καθετήρων. Οι σύγχρονες θερμοκοιτίδες είναι εφοδιασμένες με ένα μια υποδοχή/συρόμενο δίσκο απεικόνισης (imaging tray) κάτω από το κρεβάτι που διευκολύνει την τοποθέτηση της ακτινολογικής κασέτας με σκοπό την ελάχιστη ενόχληση του μωρού και μεταβολή των συνθηκών μέσα στην θερμοκοιτίδα. Για ακτινογραφίες που λαμβάνονται χρησιμοποιώντας το συρόμενο δίσκο απεικόνισης, λόγω της εξασθένησης που προκαλείται από το κρεβάτι, το στρώμα και τα άλλα υλικά που παρεμβαίνουν στην δέσμη, πιθανόν να απαιτείται αύξηση των παραμέτρων έκθεσης, με αποτέλεσμα το νεογνό να εκτεθεί σε υψηλότερη δόση. Το κρεβάτι συνήθως δεν είναι κατασκευασμένο από υλικά χαμηλής απορρόφησης, αλλά από ένα απλό πλαστικό υλικό, έτσι ώστε υπάρχουν ισχυρά επιχειρήματα που να υποστηρίζουν ότι η τοποθέτηση της κασέτας πίσω από το νεογνό είναι πιο συνεπής με την αρχή της βελτιστοποίησης. Η παρούσα μελέτη αποτελείται από τρία βασικά μέρη. Ο πρώτος στόχος της μελέτης ήταν να πραγματοποιηθεί μια έρευνα σχετικά με τον καθορισμό της δόσεων που σχετίζονται με ακτινογραφικές εξετάσεις θώρακος στην Μονάδα Εντατικής Θεραπείας Νεογνών στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Πάτρας στην Ελλάδα, η σύγκριση των δόσεων αυτών με τα διεθνή διαγνωστικά επίπεδα αναφοράς και ανάπτυξη και η παρουσίαση ενός βελτιστοποιημένου ακτινογραφικού πρωτοκόλλου με χρήση ακτινολογικού φιλμ, ανάλογα με το σωματικό βάρος γέννησης του νεογνού, βασισμένη σε κλινικές εικόνες νεογνών. Δεδομένου ότι η ψηφιακή ακτινογράφηση είναι σήμερα η πλέον χρησιμοποιούμενη μορφή απεικόνισης σε πολλά κέντρα, η μελέτη αναπτύχθηκε περαιτέρω ώστε να συγκρίνει τις τεχνικές και τις παραμέτρους έκθεσης που εφαρμόζονται κλινικά στην μονάδα εντατικής θεραπείας νεογνών στο Royal Victoria Infirmary (RVI) στο Newcastle Upon Tyne, στο Ηνωμένο Βασίλειο. Επιπλέον, ερευνήθηκε η επίδραση της χρήσης του συρόμενου δίσκου απεικόνισης της θερμοκοιτίδας για την τοποθέτηση της κασέτας κατά τη ακτινογράφηση θώρακος, σε σχέση με τη δόση στη κασέτα, το δείκτη έκθεσης της ψηφιακής εικόνας, την ποιότητα της εικόνας και των επιπτώσεων από τη χρήση του δίσκου στο νεογνό. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε βασισμένη σε εικόνες από ανθρωπόμορφο ομοίωμα νεογνού με ψηφιακο ανιχνευτή (computed radiography-CR). Στο τρίτο μέρος μελετάται και επαναπροσδιορίζεται μια μεθοδολογία δοσιμέτρησης σε εξετάσεις CT, καθώς και η επίδραση των νέων παραγόντων ακτινοευαιθησίας των ιστών, όπως δημοσιεύθηκαν στην νέα έκθεση από τη Διεθνή Επιτροπή Ακτινοπροστασίας το 2007 (International Radiological Protection Board-ICRP), στην ενεργό δόση (effective dose- E) και στους συντελεστές μετατροπής της δόσης (effective dose per dose length product- EDLP). Αρχικά η μελέτη επικεντρώθηκε σε νεογνά, ωστόσο εφόσον οι συντελεστές μετατροπής δόσης εξαρτώνται από τις διαστάσεις του ασθενούς, θεωρήθηκε σκόπιμο να επεκταθεί και σε εξετάσεις παιδιών, συμπεριλαμβανομένων των ηλικιών 1, 5 και 10 ετών.Η μέθοδος και τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης μπορεί να παρέχουν ένα πρακτικό και αποτελεσματικό τρόπο στους ακτινολόγους και στους τεχνολόγους για την αποτελεσματική εκτίμηση της δόσης στην καθημερινή κλινική πρακτική. Αυτό μπορεί να συμβάλει στη βελτιστοποίηση των παραμέτρων έκθεσης και να βοηθήσει στον υπολογισμό της πιθανότητας εμφάνισης καρκίνου εξαιτίας της ακτινοβολίας για νεογνά και παιδιά διαφορετικών διαστάσεων, ενισχύοντας έτσι τα κριτήρια αιτιολόγησης της εξέτασης.

La spectrométrie γ dose en une seule mesure tous les émetteurs γ dans un échantillon. L’auto-absorption des rayonnements γ dans des échantillons se manifeste par des pertes ou des gains d'impulsions. Pour caractériser une nouvelle géométrie de comptage, des améliorations du dispositif existant ont été apportées par des simulations MCNPX. Avec ce nouveau dispositif nous avons pu spécifier les doses absorbées et efficaces annuelles ainsi que les facteurs de conversion de dose des radioisotopes naturels pour des matériaux de construction et des prélèvements de sols. Des simulations ont montré l’influence des seuils de détection des rayonnements γ donc sur les facteurs de conversion de dose et la nécessité d’une mise à jour de ces facteurs. L’analyse par spectrométrie γ in situ du sol fait appel à des efficacités de détection simulées par MCNPX pour une source aux dimensions semi-infinies. Une application a été réalisée autour d’une centrale nucléaire et une autre pour une société. / Γ-ray spectrometry enables determining all γ-ray emitters in a sample with a single measurement. Self-absorption of γ-rays in samples is manifest by a loss or a gain of pulses that results in a poor estimation of the counting efficiency. To characterize a new counting geometry improvements of the existing set-up were made with MCNPX simulations. With the new geometry we could specify absorbed and annual effective doses as well as dose conversion factors for the natural radioisotopes of several building materials and soil samples. Simulations show the influence of detection limits of γ-radiation on dose conversion factors and the need for updating these factors. γ-ray measurements of soil in situ require different counting efficiencies simulated by MCNPX for a semi-infinite source. Two in-situ soil analyses were made, one around a nuclear power and the other for a private company.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This PhD thesis, addresses the issue of evaluation of cone beam computed tomography, CBCT, scanning protocols, was introduced in dental radiology at the end of the 1990s, and it quickly became a fundamental examination for various procedures. Its main characteristic, the difference of medical CT is the beam shape. This study aimed to calculate the absorbed dose in eight tissues / organs of the head and neck, and to estimate the effective dose in 13 protocols and two techniques (stitched FOV e single FOV) of 5 equipment of different manufacturers of cone beam CT. For that purpose, a female anthropomorphic phantom was used, representing a default woman, in which were inserted thermoluminescent dosimeters at several points, representing organs / tissues with weighting values presented in the standard ICRP 103. The results were evaluated by comparing the dose according to the purpose of the tomographic image. Among the results, there is a difference up to 325% in the effective dose in relation to protocols with the same image goal. In relation to the image acquisition technique, the stitched FOV technique resulted in an effective dose of 5.3 times greater than the single FOV technique for protocols with the same image goal. In the individual contribution, the salivary glands are responsible for 31% of the effective dose in CT exams. The remaining tissues have also a significant contribution, 36%. The results drew attention to the need of estimating the effective dose in different equipment and protocols of the market, besides the knowledge of the radiation parameters and equipment manufacturing engineering to obtain the image. / Na presente tese de doutoramento foi abordada a temática da avaliação de protocolos de exame de tomografia computadorizada de feixe cônico - TCFC, que foi iniciada na radiologia odontológica no fim da década de 1990 e rapidamente tornou-se um exame fundamental para diversos procedimentos. Sua principal característica, que a diferencia da tomografia computadorizada médica, é a forma do feixe. Assim, este estudo objetivou calcular a dose absorvida em 8 tecidos/órgãos da cabeça e pescoço e estimar a dose efetiva em 13 protocolos e duas técnicas (stitched FOV e single FOV) de 5 equipamentos diferentes fabricantes de tomografia computadorizada de feixe cônico. Para isto, foi utilizado um simulador antropomórfico feminino, representando uma mulher padrão, onde foram inseridos dosímetros termoluminescentes em diversos pontos, representando órgãos e tecidos com valores de ponderação apresentados na norma ICRP 103. Os resultados foram avaliados, comparando-se a dose de acordo com o objetivo da imagem tomográfica. Dentre os resultados, observou-se uma diferença de até 325 % de dose efetiva em relação a protocolos com o mesmo objetivo de imagem. Em relação à técnica de obtenção de imagem, a técnica stitched FOV resultou em uma dose efetiva até 5,3 vezes maior que a single FOV para protocolos com o mesmo objetivo de imagem. Na contribuição individual, as glândulas salivares são responsáveis por 31% da dose efetiva, nos exames tomográficos. Os tecidos restantes também apresentaram uma contribuição significativa, 36 %. Os resultados apontam a necessidade de se estimar a dose efetiva nos diversos equipamentos e protocolos presentes no mercado, além de conhecer os parâmetros de radiação e a engenharia de fabricação dos equipamentos para a obtenção da imagem.

<p>U ovoj doktorskoj disertaciji predstavljena je radiolo&scaron;ka i strukturna karakterizacija građevinskih materijala koji se mogu naći u upotrebi u Srbiji. Izvr&scaron;ena je radiolo&scaron;ka karakterizaicija ukupno 348 uzoraka: granita,&nbsp; fosfogipsa,&nbsp; sirovina&nbsp; u&nbsp; keramičkoj&nbsp; industriji,&nbsp; keramičkih pločica,&nbsp; betona,&nbsp; opeke,&nbsp; maltera,&nbsp; siporeksa,&nbsp; crepa&nbsp; i&nbsp; drugih<br />građevinskih materijala op&scaron;te upotrebe.&nbsp; Radiolo&scaron;ka karakterizacija je&nbsp; sprovedena&nbsp; merenjem&nbsp; koncentracija&nbsp; aktivnosti 226 Ra,232 Th&nbsp; i 40 K metodom&nbsp; gama&nbsp; spektrometrije,&nbsp; kao&nbsp; i&nbsp; ekshalacije&nbsp; radona&nbsp; iz selektovanih&nbsp; građevinskih&nbsp; materijala&nbsp; kori&scaron;ćenjem&nbsp; aktivnih&nbsp; uređaja RAD7,&nbsp; RTM&nbsp; 1688-2,&nbsp; AlphaGUard&nbsp; i&nbsp; AlphaE.&nbsp; Kori&scaron;ćenjem&nbsp; Monte Karlo&nbsp; simulacija&nbsp; izvr&scaron;ena&nbsp; je&nbsp; procena&nbsp; jačina&nbsp; apsorbovanih&nbsp; doza<br />gama&nbsp; zračenja,&nbsp; uočena&nbsp; su&nbsp; odstupanja&nbsp; od&nbsp; teorijski&nbsp; procenjenih vrednosti&nbsp; i&nbsp; dati&nbsp; predlozi&nbsp; za&nbsp; korekciju.&nbsp; Izvr&scaron;ena&nbsp; je&nbsp; procena radijacionog&nbsp; rizika&nbsp; od&nbsp; kori&scaron;ćenja&nbsp; analiziranih&nbsp; građevinskih materijala&nbsp; u&nbsp; enterijeru,&nbsp; kao&nbsp; i&nbsp; za&nbsp; profesionalna&nbsp; lica&nbsp; pri&nbsp; radu&nbsp; sa sirovinskim&nbsp; materijalima.&nbsp; Ispitivane&nbsp; su&nbsp; mogućnosti&nbsp; upotrebe fosfogipsa&nbsp; kao&nbsp; NORM&nbsp; materijala&nbsp; u&nbsp; proizvodnji gips-karton&nbsp; ploča&nbsp; i opeke&nbsp; uz procenu radijacionog rizika od upotrebe.&nbsp; Napravljeno je 8 uzoraka&nbsp; opeke&nbsp; sa&nbsp; različitim&nbsp; udelog&nbsp; fosfogipsa&nbsp; i&nbsp; izvr&scaron;ena&nbsp; je<br />radiolo&scaron;ka&nbsp; i&nbsp; strukturna&nbsp; karakterizacija&nbsp; dobijenih&nbsp; materijala. Ispitivane&nbsp; su&nbsp; varijacije&nbsp; koeficijenata&nbsp; emanacije&nbsp; radona&nbsp; iz građevinskih materijala tokom vremena, kao i uticaj efekata curenja i povratne difuzije koji dovode do tih varijacija. Ispitivan je takođe i uticaj strukture materijala u smislu mineralo&scaron;kog i hemijskog satava i&nbsp; poroznosti&nbsp; na&nbsp; vrednosti&nbsp; koeficijenta&nbsp; emanacije&nbsp; radona. Meneralo&scaron;ka&nbsp; karakterizacija&nbsp; uzoraka&nbsp; izvr&scaron;ena&nbsp; je&nbsp; metodom rendgenske&nbsp; strukturne&nbsp; analize&nbsp; (XRD),&nbsp; a&nbsp; hemijska&nbsp; metodom rendgenske&nbsp; fluorescentne&nbsp; analize&nbsp; (XRF).&nbsp; Merenje&nbsp; ukupne&nbsp; efektivne poroznosti izvr&scaron;eno je metodama apsorpcije vode i metodom živine porozimetrije.&nbsp; Na&nbsp; osnovu&nbsp; dobijenih&nbsp; rezultata&nbsp; uspostavljene&nbsp; su značajne&nbsp; korelacije&nbsp; između&nbsp; pojedinih&nbsp; radiolo&scaron;kih&nbsp; i&nbsp; strukturnih parametara za analizirane uzorke građevinskih materijala.</p> / <p>In&nbsp; this&nbsp; doctoral&nbsp; dissertation,&nbsp; the&nbsp; results&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; radiological&nbsp; and structural characterization of building materials used in Serbia were presented.&nbsp; Radiological&nbsp; characterization&nbsp; of&nbsp; a&nbsp; total&nbsp; of&nbsp; 348&nbsp; samples was performed, including granite, phosphogypsum, raw&nbsp; materials&nbsp; in the ceramic industry, ceramic tiles, concrete, brick, mortar, siporex, tiles,&nbsp; and&nbsp; other&nbsp; materials&nbsp; frequently&nbsp; used&nbsp; as&nbsp; building&nbsp; materials.Radiological characterization was performed by measuring activity concentrations&nbsp; of 226 Ra,232 Th,&nbsp; and 40 K&nbsp; by&nbsp; gamma&nbsp; spectrometry method, as well&nbsp; as radon exhalation from selected building materials using active devices RAD7, RTM 1688-2, AlphaGuard and AlphaE.Using&nbsp; Monte&nbsp; Carlo&nbsp; simulations,&nbsp; the&nbsp; absorbed&nbsp; gamma&nbsp; dose&nbsp; rates were&nbsp; estimated.&nbsp; Furthermore,&nbsp; the&nbsp; deviations&nbsp; from&nbsp; the&nbsp; theoretically estimated&nbsp; absorbed&nbsp; dose&nbsp; rates&nbsp; were&nbsp; observed,&nbsp; and&nbsp; suggestions&nbsp; for correction were given. An assessment of the radiation risk from the use&nbsp; of&nbsp; analyzed&nbsp; building&nbsp; materials&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; interior,&nbsp; as&nbsp; well&nbsp; as&nbsp; for occupational&nbsp; workers&nbsp; working&nbsp; with&nbsp; raw&nbsp; materials&nbsp; was&nbsp; conducted.The possibilities of using phosphogypsum as a NORM material in the production&nbsp; of&nbsp; gypsum&nbsp; plasterboard&nbsp; and&nbsp; bricks&nbsp; were&nbsp; investigated, with&nbsp; an&nbsp; assessment&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; radiation&nbsp; risk&nbsp; due&nbsp; to&nbsp; use&nbsp; of&nbsp; phosphogypsum as a component in the building materials. 8 samples of&nbsp; bricks&nbsp; with&nbsp; different&nbsp; proportions&nbsp; of&nbsp; phosphogypsum&nbsp; were&nbsp; made and&nbsp; radiological&nbsp; and&nbsp; structural&nbsp; characterization&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; obtained materials was performed. Variations of radon emanation coefficients from building materials over time, as well as the influence of leakage and&nbsp; back&nbsp; diffusion&nbsp; effects&nbsp; leading&nbsp; to&nbsp; these&nbsp; variations,&nbsp; were investigated. The influence of the structure of the material in terms of mineral and chemical composition and porosity on the values of the radon&nbsp; emanation&nbsp; coefficient&nbsp; was&nbsp; also&nbsp; investigated.&nbsp; The mineralogical characterization of the samples was performed by the method&nbsp; of&nbsp; X-ray&nbsp; structural&nbsp; analysis&nbsp; (XRD),&nbsp; and&nbsp; the&nbsp; chemical characterization&nbsp; by&nbsp; the&nbsp; method&nbsp; of&nbsp; X-ray&nbsp; fluorescence&nbsp; analysis (XRF). The measurement of total effective porosity was performed by water absorption methods and mercury porosimetry method. Based on&nbsp; the&nbsp; obtained&nbsp; results,&nbsp; significant&nbsp; correlations&nbsp; were&nbsp; establishedbetween&nbsp; individual&nbsp; radiological&nbsp; and&nbsp; structural&nbsp; parameters&nbsp; for&nbsp; the analyzed samples of construction materials.</p>

No description available.