A presença de altas concentrações de 222Rn e filhos em ambientes fechados tem sido objeto de várias pesquisas e de muitas discussões sobre o real problema que tais concentrações poder trazer à saúde. Essa discussão será mais objetiva e quantitativa se foram conhecidas as doses e se estudos epidemiológicos forem direcionados para o conhecimento dos efeitos da radiação no corpo humano. Este trabalho também foram considerados os efeitos do plate-out, uma característica dos filhos do radônio de se depositarem nas paredes, solo, teto, móveis e meios materiais em geral, ocasionando uma redução na atividade dos filhos do radônio presentes no ar ao redor dessas superfícies, mostrou-se como a melhor forma, de baixo custo e de fácil uso, para a detecção. Sua calibração foi efetuada a partir de medidas com CR39, cujo método também leva em consideração os efeitos do plate-out. Foi feito um estudo das características do LR115 e das condições de ataque químico que maximizam sua resposta; também foram desenvolvidos critérios de leitura, a fim de se escolher o que permite melhor identificação dos traços, com boa eficiência e menor subjetividade. Os resultados obtidos para tais características mostraram consistência com outros resultados encontrados na literatura. A calibração relativa entre os detectores foi feita a partir de exposições simultâneas em ambientes controlados e também em diferentes ambientes fechados e de convívio humano, onde os fatores ambientais são mais importantes. Comparando os resultados nessas duas situações verifica-se uma diferença significativa no fator de calibração (razão entre a densidade de traços e a concentração de emissões alfa) obtido em cada uma (0.60 ± 0,04) cm e (0,43 ± 0,03) cm respectivamente. Foi verificado também um aumento da resposta com a elevação da densidade de traços para exposições com 241Am. Tais resultados apontam para uma supralinearidade da resposta do detector em situações de alta densidade de traços ou para a existência de algum fator intrínseco ao sistema de detecção e calibração como um todo. O fator de calibração obtido em exposições em ambientes de convívio humano é mais apropriado para o uso na monitoração de radônio e filhos, quando se pretende considerar os efeitos do plate-out. Uma aplicação em algumas residências (casas e apartamentos) foi efetuada e as concentrações de emissões alfa variam de (21 ± 7) a (228 ± 21) Bq/m3. / The presence of high indoor concentration of 222Rn and daughters has been object of various studies and discussion about the actual health problem that these radioelements may cause. The aim of this work is to collaborate with the dosimetry of 222Rn and daughters, developing a low cost and easy to use methodology to determine the indoor alpha emission concentration. This methodology is based on passive detection with CR39 and LR115 solid state nuclear track detectors (SSNTD). This work considered the plate-out effect, a characteristic of radon daughters that renders their deposition on walls, soil, ceiling, furniture and materials in general, causing a reduction in activity of radon daughters in the air surrounding these surfaces. LR115 plastics, whose response to self plate-out effects is negligible, proved to be the best form to carry out this detection, when low cost and easyness of use are considered. Its calibration was done in ambients where CR39 measurements of concentration were available, with a method that also considers the plate-out effect. A study of the characteristics of LR115 detector was performed and the etching conditions that turn maximum its response were found. Various criteria for counting the tracks were tested, to choose the one that allows the easiest track identification and a good efficiency, with less subjectivity. The results showed consistency with others found in literature. A relative calibration between the two detectors was done by simultaneous indoor exposures in controlled environments and in dwellings, where the environmental factors are more important. The results obtained in these two conditions showed a significant difference between the calibration factors (ratio between the track density and the alpha emission concentration) obtained: (0,69 ± 0,04) cm and (0,43 ± 0,03) cm respectively. It was also noticed an increase of LR115 response with the track density for 241Am exposures. These outcomes point out to a supralinear behavior of the detector response in high track density situations or to other factors inherent to all detection and calibration system. The calibration factor obtained for dwelling exposure is more appropriated to use in monitoring of222Rn and daughters when the plate-out effects are considered. An application in some residences was made and the alpha emission concentration varied between (21 ± 7) and (228 ± 21) Bq/m3.

A presença de altas concentrações de 222Rn e filhos em ambientes fechados tem sido objeto de várias pesquisas e de muitas discussões sobre o real problema que tais concentrações poder trazer à saúde. Essa discussão será mais objetiva e quantitativa se foram conhecidas as doses e se estudos epidemiológicos forem direcionados para o conhecimento dos efeitos da radiação no corpo humano. Este trabalho também foram considerados os efeitos do plate-out, uma característica dos filhos do radônio de se depositarem nas paredes, solo, teto, móveis e meios materiais em geral, ocasionando uma redução na atividade dos filhos do radônio presentes no ar ao redor dessas superfícies, mostrou-se como a melhor forma, de baixo custo e de fácil uso, para a detecção. Sua calibração foi efetuada a partir de medidas com CR39, cujo método também leva em consideração os efeitos do plate-out. Foi feito um estudo das características do LR115 e das condições de ataque químico que maximizam sua resposta; também foram desenvolvidos critérios de leitura, a fim de se escolher o que permite melhor identificação dos traços, com boa eficiência e menor subjetividade. Os resultados obtidos para tais características mostraram consistência com outros resultados encontrados na literatura. A calibração relativa entre os detectores foi feita a partir de exposições simultâneas em ambientes controlados e também em diferentes ambientes fechados e de convívio humano, onde os fatores ambientais são mais importantes. Comparando os resultados nessas duas situações verifica-se uma diferença significativa no fator de calibração (razão entre a densidade de traços e a concentração de emissões alfa) obtido em cada uma (0.60 ± 0,04) cm e (0,43 ± 0,03) cm respectivamente. Foi verificado também um aumento da resposta com a elevação da densidade de traços para exposições com 241Am. Tais resultados apontam para uma supralinearidade da resposta do detector em situações de alta densidade de traços ou para a existência de algum fator intrínseco ao sistema de detecção e calibração como um todo. O fator de calibração obtido em exposições em ambientes de convívio humano é mais apropriado para o uso na monitoração de radônio e filhos, quando se pretende considerar os efeitos do plate-out. Uma aplicação em algumas residências (casas e apartamentos) foi efetuada e as concentrações de emissões alfa variam de (21 ± 7) a (228 ± 21) Bq/m3. / The presence of high indoor concentration of 222Rn and daughters has been object of various studies and discussion about the actual health problem that these radioelements may cause. The aim of this work is to collaborate with the dosimetry of 222Rn and daughters, developing a low cost and easy to use methodology to determine the indoor alpha emission concentration. This methodology is based on passive detection with CR39 and LR115 solid state nuclear track detectors (SSNTD). This work considered the plate-out effect, a characteristic of radon daughters that renders their deposition on walls, soil, ceiling, furniture and materials in general, causing a reduction in activity of radon daughters in the air surrounding these surfaces. LR115 plastics, whose response to self plate-out effects is negligible, proved to be the best form to carry out this detection, when low cost and easyness of use are considered. Its calibration was done in ambients where CR39 measurements of concentration were available, with a method that also considers the plate-out effect. A study of the characteristics of LR115 detector was performed and the etching conditions that turn maximum its response were found. Various criteria for counting the tracks were tested, to choose the one that allows the easiest track identification and a good efficiency, with less subjectivity. The results showed consistency with others found in literature. A relative calibration between the two detectors was done by simultaneous indoor exposures in controlled environments and in dwellings, where the environmental factors are more important. The results obtained in these two conditions showed a significant difference between the calibration factors (ratio between the track density and the alpha emission concentration) obtained: (0,69 ± 0,04) cm and (0,43 ± 0,03) cm respectively. It was also noticed an increase of LR115 response with the track density for 241Am exposures. These outcomes point out to a supralinear behavior of the detector response in high track density situations or to other factors inherent to all detection and calibration system. The calibration factor obtained for dwelling exposure is more appropriated to use in monitoring of222Rn and daughters when the plate-out effects are considered. An application in some residences was made and the alpha emission concentration varied between (21 ± 7) and (228 ± 21) Bq/m3.

Current state-of-the-art environmental, clinical, and in-vivo radiation sensing systems utilizing various inorganic and tissue-equivalent plastic scintillators are not user friendly, suffer from electron-beam-generated noise, and are difficult to deploy successfully for real-time dosimetry. A robust, real-time detection system using different scintillating materials coupled to solid-state detectors by optical fibers is developed. This system enables radiation monitors/clinicians to conduct meaningful real-time measurements using different inorganic scintillators or organic, tissue-equivalent plastic scintillators in harsh clinical and environmental environments. Recent solid state photomultiplier (SSPM) technology has matured, reaching a performance level that is suitable for replacement of the ubiquitous photomultiplier tube in selected applications for environmental radiation monitoring, clinical dosimetry, and medical imaging purposes. The objective of this work is laboratory and clinical testing of the Hamamatsu MPPC (S10362-11-050C), Photonique SSPM (0810G1), and Voxtel SiPM (SQBF-EKAA/SQBF-EIOA) SSPMs coupled to different inorganic scintillator crystals (Prelude 420, BGO), inorganic doped glass scintillator material SiO₂: Cu²⁺, and organic BCF-12 plastic scintillating fibers, used as detector elements. Both polymer optical fibers (POFs) and glass optical fibers (GOFs) are used as signal conduits for laboratory and clinical testing. Further, reduction of electron-beam-generated Cerenkov light in optical fibers is facilitated by the inclusion of metalized air-core capillary tubing between the BCF-12 plastic scintillating fiber and the POF. Dose linearity, percent depth dose, and angular measurements for 6 MV/18 MV photon beams and 9 MeV electron beams are compared using the Hamamatsu MPPC with-and without the use of the metalized air-core capillary tubing for BCF-12 plastic scintillating fiber. These same measurements are repeated for SiO₂: Cu²⁺ scintillator material without air-core capillary tubing. / Graduation date: 2012