O conhecimento da distribuição espectral da radiação X emitida por unidades de radiodiagnóstico fornece importantes informações, que podem ser aplicadas aos programas de Garantia de Qualidade e de Proteção Radiológica. Detectores que utilizam fotodiodos PIN de Si como ponta de prova vêm sendo utilizados nos últimos anos devido, principalmente, ao seu baixo custo e por trabalharem a temperatura ambiente, não precisando dos tanques de nitrogênio líquido necessários em detectores de Ge e Si(Li). Embora, a princípio, os fotodiodos PIN tenham uma pior resolução, quando comparada com os detectores de Ge, ela é suficientemente boa para a maior parte das aplicações em radiodiagnóstico. Além disso, o desenvolvimento de sistemas refrigerados termoelétricamente e de pré-amplificadores de baixo ruído têm feito com que os fotodiodos PIN cheguem a resoluções comparáveis às do Ge. Este trabalho visa estabelecer as propriedades de detectores constituídos por fotodiodos PIN de Si e desenvolver o processo de correção dos espectros brutos para a eficiência do detector e outros fatores pertinentes, a fim de se obter o espectro real emitido por equipamentos de radiodiagnóstico. Espectros de radiação de equipamentos de radiodiagnóstico obtidos experimentalmente foram comparados com espectros teóricos calculados a partir de um modelo semi-empírico. Além disso, foram obtidos espectros de radiação emitidos por unidades de mamografia, espalhados por um objeto simulador de mama. Como aplicação direta dos espectros medidos experimentalmente, foram desenvolvidas metodologias para a determinação da tensão aceleradora de tubos de Raios X (kVp), para fins de calibração de medidores de kVp, e da camada semi-redutora (CSR) dos feixes de interesse. / Knowledge of the spectral distribution of radiation emitted by radiodiagnostic units provides important information, which can be applied to the Quality Assurance and Radiological Protection programs. Detectors which utilize Silicon PIN Photodiodes have been increasingly used in recent years, due to their low cost and being worked with at room temperature, the liquid nitrogen containers used with Ge and Si(Li) detectors not being necessary. Although, initially, the PIN photodiodes have a poorer energy resolution, as compared with Ge detectors, it\'s good enough for most purposes. Moreover, the development of thermoelectrically cooled systems and low noise level pre-amplifiers have resulted in PIN photodiodes achieving comparable resolutions to Ge ones. This work seeks to establish the properties of detectors made with Silicon PIN photodiodes and to develop the correctional process of the raw specffa both for the efficiency of the detector and other relevant factors, with the aim of obtaining the true spectrum emitted by radiodiagnostic equipment. The radiation spectra of radiodiagnostic equipment experimentally obtained were compared with theoretical spectra calculated from a semi-empirical model. Furthermore, mammography x-ray spectra scattered by a breast simulator were obtained. As a direct application of these experimentally measured spectra, methodologies were developed to determine the peak kilovoltage (kvp) of X-Ray tubes, to be able to calibrate kVp meters, and the half-value layer (HW) of the beams of interest.

O conhecimento da distribuição espectral da radiação X emitida por unidades de radiodiagnóstico fornece importantes informações, que podem ser aplicadas aos programas de Garantia de Qualidade e de Proteção Radiológica. Detectores que utilizam fotodiodos PIN de Si como ponta de prova vêm sendo utilizados nos últimos anos devido, principalmente, ao seu baixo custo e por trabalharem a temperatura ambiente, não precisando dos tanques de nitrogênio líquido necessários em detectores de Ge e Si(Li). Embora, a princípio, os fotodiodos PIN tenham uma pior resolução, quando comparada com os detectores de Ge, ela é suficientemente boa para a maior parte das aplicações em radiodiagnóstico. Além disso, o desenvolvimento de sistemas refrigerados termoelétricamente e de pré-amplificadores de baixo ruído têm feito com que os fotodiodos PIN cheguem a resoluções comparáveis às do Ge. Este trabalho visa estabelecer as propriedades de detectores constituídos por fotodiodos PIN de Si e desenvolver o processo de correção dos espectros brutos para a eficiência do detector e outros fatores pertinentes, a fim de se obter o espectro real emitido por equipamentos de radiodiagnóstico. Espectros de radiação de equipamentos de radiodiagnóstico obtidos experimentalmente foram comparados com espectros teóricos calculados a partir de um modelo semi-empírico. Além disso, foram obtidos espectros de radiação emitidos por unidades de mamografia, espalhados por um objeto simulador de mama. Como aplicação direta dos espectros medidos experimentalmente, foram desenvolvidas metodologias para a determinação da tensão aceleradora de tubos de Raios X (kVp), para fins de calibração de medidores de kVp, e da camada semi-redutora (CSR) dos feixes de interesse. / Knowledge of the spectral distribution of radiation emitted by radiodiagnostic units provides important information, which can be applied to the Quality Assurance and Radiological Protection programs. Detectors which utilize Silicon PIN Photodiodes have been increasingly used in recent years, due to their low cost and being worked with at room temperature, the liquid nitrogen containers used with Ge and Si(Li) detectors not being necessary. Although, initially, the PIN photodiodes have a poorer energy resolution, as compared with Ge detectors, it\'s good enough for most purposes. Moreover, the development of thermoelectrically cooled systems and low noise level pre-amplifiers have resulted in PIN photodiodes achieving comparable resolutions to Ge ones. This work seeks to establish the properties of detectors made with Silicon PIN photodiodes and to develop the correctional process of the raw specffa both for the efficiency of the detector and other relevant factors, with the aim of obtaining the true spectrum emitted by radiodiagnostic equipment. The radiation spectra of radiodiagnostic equipment experimentally obtained were compared with theoretical spectra calculated from a semi-empirical model. Furthermore, mammography x-ray spectra scattered by a breast simulator were obtained. As a direct application of these experimentally measured spectra, methodologies were developed to determine the peak kilovoltage (kvp) of X-Ray tubes, to be able to calibrate kVp meters, and the half-value layer (HW) of the beams of interest.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-06T19:31:44Z No. of bitstreams: 1 AlessandraMirandaCabral_TESE.pdf: 6365210 bytes, checksum: 82d82db05530ac0319ed9de4c089f191 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-06T21:16:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlessandraMirandaCabral_TESE.pdf: 6365210 bytes, checksum: 82d82db05530ac0319ed9de4c089f191 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-06T21:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlessandraMirandaCabral_TESE.pdf: 6365210 bytes, checksum: 82d82db05530ac0319ed9de4c089f191 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / A Benzilpenicilina (PENG) ? usada como princ?pio ativo em medicamentos veterin?rios, para aumentara produtividade pecu?ria, devido suas propriedades terap?uticas. Este antibi?tico ? indicado para controle de infec??es em animais produtores de alimentos, como bovinos e caprinos. Por?m, quando s?o de m? qualidade e utilizados indiscriminadamente, resultam em res?duos nos alimentos expostos ao consumo humano, principalmente, no leite que ? essencial para dieta das popula??es de crian?as e idosos. Assim, ? imprescind?vel que se desenvolvam novos m?todos capazes de detectar os res?duos nesse alimento, em n?veis que s?o nefastos a sa?de humana, a fim de contribuir com a seguran?a alimentar dos consumidores e colaborar com as ag?ncias reguladoras numa fiscaliza??o eficiente. Este trabalho oferece um novo m?todo, para determina??ode res?duos dos antibi?ticos. Aqui, mostramos duas etapas para controle anal?tico, na primeira ? constatado, pelas medidas das propriedades f?sico-qu?micas, a identidade e qualidade desses f?rmacos, comercialmente distribu?dos. Na segunda etapa, foi desenvolvido e validado um novo m?todo para extra??o, identifica??o e quantifica??o de PENG utilizando Cromatografia liquida ultra-r?pida acoplada a arranjo linear de fotodiodos (UFLC-DAD). Este m?todo foi aplicado em amostras de leite ultrapasterizado bovino (m?todo 1) e caprino (m?todo 2). O m?todo 1 apresentou limite de detec??o (LD) 7,246 ? 10-4?g mL-1. Limite de quantifica??o (LQ) 2,196 ? 10-3?g mL-1. O m?todo 2 apresentou LD de 8,251 ? 10-4 ?g mL-1. LQ de 2,5270 ? 10-3 ?g mL-1. Os resultados mostraram concord?ncia com o limite m?ximo de res?duos (LMR)de 4 ? 10-3 ?g mL-1em 88% para leite bovino e 85% para leite caprino. Os m?todos desenvolvidos se apresentam como uma excelente ferramenta a ser utilizada na investiga??o dos res?duos de antibi?ticos em leite. Sobretudo porque os procedimentos desenvolvidos apresentaram simplicidade, seletividade, reduzido tempo de an?lise e consumo de reagentes e solventes t?xicos, se comparados ?s metodologias j? estabelecidas. / The Benzylpenicillin (PENG) have been as the active ingredient in veterinary medicinal products, to increase productivity, due to its therapeutic properties. However, one of unfortunate quality and used indiscriminately, resulting in residues in foods exposed to human consumption, especially in milk that is essential to the diet of children and the ageing. Thus, it is indispensable to develop new methods able to detect this waste food, at levels that are toxic to human health, in order to contribute to the food security of consumers and collaborate with regulatory agencies in an efficient inspection. In this work, were developed methods for the quality control of veterinary drugs based on Benzylpenicillin (PENG) that are used in livestock production. Additionally, were validated methodologies for identifying and quantifying the antibiotic residues in milk bovine and caprine. For this, the analytical control was performed two steps. At first, the groups of samples of medicinal products I, II, III, IV and V, individually, were characterized by medium infrared spectroscopy (4000 ? 600 cm-1). Besides, 37 samples, distributed in these groups, were analyzed by spectroscopy in the ultraviolet and near infrared region (UV VIS NIR) and Ultra Fast Liquid Chromatograph coupled to linear arrangement photodiodes (UFLC-DAD). The results of the characterization indicated similarities, between PENG and reference standard samples, primarily in regions of 1818 to 1724 cm-1 of ? C=O that shows primary amides features of PENG. The method by UFLC-DAD presented R on 0.9991. LOD of 7.384 ? 10-4 ?g mL-1. LOQ of 2.049 ? 10-3 ?g mL-1. The analysis shows that 62.16% the samples presented purity ? 81.21%. The method by spectroscopy in the UV VIS NIR presented medium error ? 8 ? 12% between the reference and experimental criteria, indicating is a secure choice for rapid determination of PENG. In the second stage, was acquiring a method for the extraction and isolation of PENG by the addition of buffer McIlvaine, used for precipitation of proteins total, at pH 4.0. The results showed excellent recovery values PENG, being close to 92.05% of samples of bovine milk (method 1). While samples of milk goats (method 2) the recovery of PENG were 95.83%. The methods for UFLC-DAD have been validated in accordance with the maximum residue limit (LMR) of 4 ?g Kg-1 standardized by CAC/GL16. Validation of the method 1 indicated R by 0.9975. LOD of 7.246 ? 10-4 ?g mL-1. LOQ de 2.196 ? 10-3 ?g mL-1. The application of the method 1 showed that 12% the samples presented concentration of residues of PENG > LMR. The method 2 indicated R by 0.9995. LOD 8.251 ? 10-4 ?g mL-1. LOQ de 2.5270 ? 10-3 ?g mL-1. The application of the method showed that 15% of the samples were above the tolerable. The comparative analysis between the methods pointed better validation for LCP samples, because the reduction of the matrix effect, on this account the tcalculs < ttable, caused by the increase of recovery of the PENG. In this mode, all the operations developed to deliver simplicity, speed, selectivity, reduced analysis time and reagent use and toxic solvents, particularly if compared to the established methodologies.

[pt] Este trabalho apresenta um método teórico e experimental para medir Perda Dependente de Polarização (PDL) em sistemas ópticos. Este método basea-se na forma como duas componentes de polarização ortogonais da luz moduladas em amplitude por duas frequências distintas são acopladas no detector após a transmissão pelo dispositivo sob caracterização. No presente trabalho é realizado um estudo acerca das propriedades da luz e das técnicas tradicionais utlizadas para medir PDL. Antes da caracterização das medidas de PDL, foi realizado o alinhamento do dispositivo de teste (DUT), ou seja, do sistema que vai emular a PDL, a fim de garantir que o mesmo estivesse com as perdas ópticas minimizadas. Em seguida, conectou-se o DUT à configuração montada no laboratório, sendo realizado os ajustes de polarização e supressão das portadoras ópticas. Neste método é possível calcular o valor da PDL e da na orientação na Esfera de Poincaré. / [en] This work presents a theoretic and experimental method for Polarization Dependent Loss (PDL) measurement in optical systems. This method is based on how two orthogonal polarization components both modulated in amplitude by two different frequency are coupled in the detector. In this present work a study is performed about light properties and traditional techniques used to peform PDL measurement. Before the characterization of PDL measures the alignment of the device under test (DUT) was performed to make sure that optical losses were minimized in the system which will emulate the PDL. Then, the DUT was connected to the experimental setup to optical carriers suppression and polarization alignment. In this method is possible to calculate the PDL value and its orientation on the Poincaré sphere.

[pt] Detectores de fótons únicos baseados em fotodiodo avalanche (SPADs) são elementos essenciais em aplicações que requerem alta sensibilidade, como comunicações quânticas. É proposto um método para caracterização em tempo real da eficiência de detecção e das probabilidades de contagem de escuro e de pós-pulsos em SPADs através da análise da estatística de tempos entre detecções consecutivas utilizando instrumentação simples com o detector sob condições de operação. O método é então aplicado no monitoramento dos detectores utilizados em um sistema de distribuição quântica de chaves, motivado pela falha de segurança que imperfeições apresentadas pela tecnologia atual de detecção podem acarretar. Em especial, os ataques after-gate e time-shif são implementados e analisados. Uma simulação através do método de Monte-Carlo de um detector de fótons únicos composto por uma associação de diversos SPADs ativados serialmente e precedidos por uma chave óptica ativa é apresentada, visando otimizar a performance de detecção com tecnologia atual no tangente à frequência de gatilho. É reportada ainda a interferência estável entre fótons provenientes de fontes laser atenuadas totalmente independentes, cuja visibilidade é monitorada ao longo do tempo para um enlace implementado sobre duas bobinas de 8,5 km com controle ativo de polarização, passo importante para a tecnologia de repetidores quânticos e para o protocolo para distribuição quântica de chaves independente do aparato de medição. Um medidor de estados de Bell é implementado, utilizando-se óptica linear, com a resposta do sistema verificada para diferentes combinações dos estados preparados em duas estações remotas conectadas à estação central de medição através do canal estabilizado. / [en] DetecSingle-photon detectors based on avalanche photodiodes (SPADs) are key elements in ultra-sensitive applications, such as quantum communication. This thesis presents a method for real-time characterization of the overall detection efficiency, afterpulse and dark count probabilities, based on the analysis of the statistics of times between consecutive detections with simple instrumentation under operational condition. The method is employed for monitoring the SPADs on a quantum key distribution system, to prevent security failures due to side-channel attacks caused by current technology loopholes. The after-gate and time-shift attacks are implemented and analyzed. A Monte-Carlo simulation of a serially-activated association of SPADs, preceeded by an active optical switch, is performed for enhancement of the gating frequency performance with detectors based on current technology. The stable interference between photons from two independent faint laser sources is also reported, with visibility stability monitored over time after an optical link composed by two polarization-controlled 8.5-km fiber spools, a key features for quantum repeater and the measurement device independent quantum key distribution protocols. A Bell states analyzer is implemented with linear optics, and its response is verified for different combination of polarization states received from the remote stations through the stabilized channels.