A irradiação do sangue humano é usada para evitar a TA-DECH (\"transfusão associada a doença do enxerto contra hospedeiro\"), um raro mas devastador efeito adverso dos leucócitos presentes em componentes de sangue de doadores. Normalmente esta prática de irradiação é executada para a eliminação física de leucócitos. A implementação de procedimentos permitirá que a dose apropriada, dentro de uma faixa de 25 Gy a 50 Gy, seja absorvida pelas bolsas de sangue coletadas em um banco de sangue. Os estudos para estabelecer os procedimentos de BPF (Boas Práticas de Fabricação) foram desenvolvidos baseados na norma ISO 11137 Esterilização de produtos médicos Requisitos para validação e controle de rotina Esterilização por radiação. Dois sistemas dosimétricos foram usados para o mapeamento de dose durante os estudos da qualificação do irradiador, carregamento de produto, validação de processo de irradiação e auditoria. O dosímetro CaSO4:Dy apresentou dificuldades em relação à incerteza na medição da dose, estabilidade, rastreabilidade e calibração. Os dosímetros PMMA e Gafchromic mostraram uma melhor performance e foram adotados para estudos de qualificação de irradiadores necessários para a implantação de BPF. Os testes de irradiação foram realizados em um irradiador Gammacell 220. Os procedimentos desenvolvidos podem ser adaptados para diferentes tipos de irradiadores gama, permitindo a implantação de um programa de garantia da qualidade e BPF para irradiação de sangue. / The irradiation of human blood is used to avoid the TA-GVHD (transfusion-associated graft-versus-host-disease), a rare but devastating adverse effect of leukocytes present in blood components for a immunocompetent transfusion recipients. Usually this irradiation practice is performed to a physical elimination of leukocytes. The implementation of the procedures will assure that the properly dose in a range of 25 Gy to 50 Gy will be delivered to the blood in the bag collected in a blood tissue bank. The studies of the procedures in order to establish a GMP (Good Manufacturing Practices) were developed under the guidelines of the standard ISO 11137 Sterilization of health care products Requirements for validation and routine control Radiation sterilization. In this work, two dosimetric systems were used for dose mapping during the studies of irradiator qualification, loading pattern, irradiation process validation and auditing. The CaSO4:Dy dosimeter presented difficulties concerning to uncertainty on dose measurement, stability, traceability and calibration. The PMMA and Gafchromic dosimetric systems have shown a better performance and were adopted on studies of irradiators qualification that are necessary to implementation of GMP. The irradiation tests have been done in a Gammacell 220 irradiator. The developed procedures can be adapted for different kinds of gamma irradiators, allowing implanting a quality assurance program and a GMP for blood irradiation.

As câmaras de ionização apresentam várias vantagens em comparação com os demais dosímetros: facilidade de uso, dependência energética pequena e excelente precisão. Estas vantagens aliadas ao grande número de exames de radiodiagnóstico e tratamentos radioterápicos motivaram o desenvolvimento deste plano de doutorado. Neste projeto foram desenvolvidas e caracterizadas câmaras de ionização para aplicação em dosimetria de feixes de radiodiagnóstico e em terapia, com boa precisão e desempenho nos testes de caracterização dentro dos limites recomendados internacionalmente. Elas foram construídas de maneira simples com materiais nacionais de baixo custo, para que elas possam ser reproduzidas e aplicadas em laboratórios de calibração. Os projetos das câmaras de ionização desenvolvidas e caracterizadas neste projeto apresentam diferenças relacionadas ao material e configuração geométrica em comparação às câmaras de ionização comerciais disponíveis no mercado. Além do desenvolvimento de câmaras de ionização para serem utilizadas em feixes padrões de radiação X como padrões de trabalho, neste projeto também foram desenvolvidas e caracterizadas experimentalmente e por simulação de Monte Carlo duas câmaras de ionização cavitárias de grafite de placas paralelas, que foram caracterizadas como sistemas padrões de referência para determinação da taxa de kerma no ar de fontes de radiação gama. Comparando a taxa de kerma no ar determinada com o padrão de referência do Laboratório de Calibração do IPEN, uma câmara de ionização tipo Farmer, com os valores de taxa de kerma no ar obtidos com as câmaras de ionização de grafite, as máximas diferenças obtidas foram de apenas 1,7% e 1,2% para as câmaras de ionização de grafite G1 e G2, respectivamente. Além disso, estas câmaras de ionização apresentaram fatores de correção próximos de 1,000, que é o ideal para uma câmara de ionização ser caracterizada como um sistema de referência. / Ionization chambers present some advantages in relation to other dosimeters: easiness of handling, low energy dependence and high precision. The advantages associated to ionization chambers and the large number of diagnostic radiology exams and therapeutic treatments motivated the development of this project. In this project ionization chambers were developed and characterized to be applied in diagnostic radiology and therapy beam dosimetry, with high precision and performance, in compliance with international recommendations. They were assembled in a simple way, utilizing low-cost national materials, so they can be reproduced and applied at calibration laboratories. The project of these ionization chambers presents some differences in relation to commercial ionization chambers, as the materials utilized and geometrical arrangements. Besides the development of the ionization chambers to be utilized in standard X-ray beam dosimetry as work standard systems, two graphite parallel-plate ionization chambers were developed and characterized to be applied as reference standard systems for determining the air kerma rates of gamma radiation sources. Comparing the air kerma rates determined with the reference standard of the Calibration Laboratory of IPEN, a Farmer ionization chamber, with the values of the air kerma rates obtained with the graphite ionization chambers, the maximum differences obtained were only 1.7% and 1.2% for the G1 and G2 graphite ionization chambers, respectively. Moreover, these ionization chambers presented correction factors close to 1.000, which is ideal for an ionization chamber be characterized as a reference standard system.

A câmara de ionização é um tipo de dosímetro muito utilizado atualmente para medidas precisas, tais como as necessárias em radioterapia. Existem diferentes tipos de câmaras de ionização para diferentes aplicações, como exemplo, as câmaras tipo lápis utilizadas para dosimetria em tomografia computadorizada (TC) e as câmaras cavitárias de grafite utilizadas como sistemas padrões primários para determinação da taxa de kerma no ar. Neste trabalho, foram caracterizadas duas câmaras de ionização tipo lápis, de diferentes volumes sensíveis e com comprimentos do volume sensível menores que as empregadas em TC, em feixes de 60Co e duas câmaras de ionização de grafite foram desenvolvidas e caracterizadas para constituir um sistema padrão primário para feixes de 60Co. Além destas câmaras de ionização, também foi projetada e avaliada uma câmara de ionização cilíndrica construída utilizando-se cloreto de polivinila (PVC) para estudar inicialmente as configurações geométricas das câmaras de ionização de grafite, já que o PVC é mais facilmente usinado e apresenta um custo relativamente baixo quando comparado ao grafite. O estudo inicial realizado com as câmaras de ionização tipo lápis foi muito importante, principalmente no que se refere à escolha do material para o desenvolvimento das câmaras de ionização, aos parâmetros utilizados nas simulações de Monte Carlo e também na determinação do espectro de radiação que melhor representa a fonte de 60Co do Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI). A partir dos resultados obtidos com as câmaras de ionização tipo lápis e com a câmara de ionização cilíndrica de PVC foram projetadas e caracterizadas experimentalmente e por simulação de Monte Carlo duas câmaras de ionização de grafite. Os resultados obtidos da caracterização destas câmaras de ionização apontaram que elas possuem qualidade metrológica para atuação como padrões primários de referência. Como aplicação do estudo das câmaras de ionização de grafite, o valor da taxa de kerma no ar da fonte de 60Co do LCI foi determinado e comparado com o valor obtido com o padrão de referência do LCI. Os valores determinados com os protótipos desenvolvidos neste projeto (CG1 e CG2) diferiram em apenas 0,17% e 1,7%, respectivamente, do valor calculado com o sistema padrão do IPEN. / Ionization chambers are the most employed dosimeters for precise measurements, as those requested in radiotherapy. There are several different ionization chambers, employed for different applications, such as pencil ionization chambers, used in computed tomography (CT) dosimetry, and cavity ionization chambers, used as primary standard systems for the air kerma determination. In this work two pencil ionization chambers, with sensitive volumes smaller in size and length than those employed in CT, were characterized in 60Co gamma beams, and two graphite ionization chambers were developed and characterized in order to compose a primary standard system for the beam dosimetry of 60Co sources. Besides these ionization chambers, a cylindrical prototype made of polyvinyl chloride (PVC) was developed and characterized, in order to evaluate the geometrical design of the graphite ionization chambers. This step was important, since PVC is easier to use as manufacture material and it presents a lower production cost than graphite. The inicial study, with the pencil ionization chambers, was essential in order to choose the materials and parameters employed for the further ionization chamber models. The determination of the radiation spectra that best fits the 60Co source employed in this work was also carried out with a pencil ionization chamber. From the results with the pencil and the PVC ionization chambers, the graphite dosimeters were projected, developed and characterized, both experimentally and using Monte Carlo simulations. The results obtained with these dosimeters pointed out that they present metrological quality to be used as primary standard systems. As an application of the study concerning the graphite ionization chambers, the air kerma rate of the 60Co source of the Calibration Laboratory was determined and compared with the value obtained with the IPEN standard system. The values obtained with the developed ionization chambers CG1 and CG2 presented differences of only 0.17% and 1.7%, respectively.

O caldo de cana-de-açúcar é um líquido opaco, viscoso, de cor amarelada esverdeada, de composição química complexa e variável, é utilizado para produção de cachaça, rapadura, álcool e principalmente açúcar. Em sua composição possui além de açúcares uma série de compostos que conferem cor e que pode interferir na cor do produto final gerado, sendo que dentre estes compostos podemos citar a clorofila, compostos fenólicos e flavonoides. Para produção de um açúcar de boa qualidade e aceitação comercial, o caldo passa pelo processo de sulfitação, que promove a redução da cor do caldo através do contato deste com o anidrido sulfuroso (SO2), gerando um açúcar mais branco. No entanto, este açúcar por obter resíduos de enxofre, sofre restrições do mercado externo, o que vem incentivando o desenvolvimento de diversas técnicas alternativas de clarificação a fim de se produzir um açúcar mais branco e que atenda as exigências do mercado externo. Contudo, o presente trabalho avaliou o efeito da radiação por elétrons acelerados em caldo de cana-de-açúcar, comparando-os a testes preliminares realizados com caldo de cana-de-açúcar tratados com irradiação gama. As amostras foram irradiadas nas doses de 5, 10 e 20 kGy em ambos os tipos de radiação e foram comparadas com uma amostra controle in natura. Os resultados mostraram que houve um aumento significativo (p<0,05) dos compostos fenólicos em ambos os tratamentos, provavelmente por que ao sofrer irradiação os ácidos fenólicos se tornam mais disponíveis na matriz. Observou-se ainda aumento dos níveis de açúcares redutores (glicose e frutose) tanto para as amostras irradiadas com radiação gama como para feixe de elétrons, fato verificado por análises cromatográficas quantitativas realizadas no caldo de cana-de-açúcar tratado com feixe de elétrons. Foi ainda observado que embora tenha ocorrido algumas alterações significativas (p<0,05) quanto aos parâmetros, que caracterizam o perfil do caldo, avaliados com Brix, pH, acidez total titulável, o trabalho manteve seu propósito de redução da cor ICUMSA do caldo de cana-de-açúcar em ambos os tratamentos sendo que essa redução representou aproximadamente 49% da amostra controle em relação a dose irradiada a 20 kGy, para feixe de elétrons e cerca de 30% para amostras irradiadas em fonte de cobalto-60. Mostrando que ambas as técnicas são eficazes na redução da cor do caldo de cana-de-açúcar, sendo que o método de irradiação por acelerador de elétrons apresenta vantagens em relação à irradiação gama além de obter maior índice de redução da cor, é o método de maior produção (m3/h) e mais seguro, segundo as regras de proteção radiológica. / The sugar cane juice is a liquid opaque, viscous, yellowish green, its chemical composition is complex and variable, is used for the production of spirit, molasses, alcohol, and mainly sugar. In its composition the sugar cane juice has a series of compounds as sugars and many others compounds which produces color and can interfere in the color of the final product produced, and among these we can mention the chlorophyll, phenolic compounds and flavanoids. To produce a sugar of good commercial quality and acceptability the sugar cane juice pass to the process of sulfitation, which promotes the reduction of color of the juice by its contact with the SO2, making a sugar whiter. However, these sugars that have residue of sulfur suffer some restrictions on the foreign market. In this sense many techniques has been discussed, to looking for to produce a white sugar and that respect the requirements of the foreign markets. Although, this work evaluated the effect of radiation of electron beam in a sugar cane juice and compared this results with a preliminary tests with sugar cane juice treated with gamma irradiation. The samples were radiated at 5, 10 and 20 kGy doses in both of irradiation and compared a sample (control) without treatment. The results showed a significant increase (p<0.05) of phenolic compounds, in both treatments, probably because the radiation of sugar cane juice become phenolic acids more available in the juice. We also observed increased levels of reducing sugars (glucose and fructose) for the samples irradiated with gamma irradiation and for electron beam, a fact verified by quantitative chromatographic analyzes performed in the sugar cane juice treated with electron beam. Even that we observe that these treatments although has shown some significant changes to the parameters that characterizing the profile of the juice like Brix, pH, titratable acidity, was able to reduce de color ICUMSA of the sugar cane juice in both of treatments with irradiation. By electron beam irradiation, the sugarcane juice reduce about 49% its color, compared the control and the sample that receive dose of 20 kGy, and the gamma irradiation the juice reduced about 30% color the control compared with samples irradiated in 20 kGy. These results show us that both techniques are effective in reducing the color ICUMSA of the sugar cane juice, and the method of irradiation by electron accelerator has advantages in addition to gamma irradiation because also cause greater reduction color, is the method of higher production (m3 / h) and safer, according to the rules of radiological protection.

As câmaras de ionização apresentam várias vantagens em comparação com os demais dosímetros: facilidade de uso, dependência energética pequena e excelente precisão. Estas vantagens aliadas ao grande número de exames de radiodiagnóstico e tratamentos radioterápicos motivaram o desenvolvimento deste plano de doutorado. Neste projeto foram desenvolvidas e caracterizadas câmaras de ionização para aplicação em dosimetria de feixes de radiodiagnóstico e em terapia, com boa precisão e desempenho nos testes de caracterização dentro dos limites recomendados internacionalmente. Elas foram construídas de maneira simples com materiais nacionais de baixo custo, para que elas possam ser reproduzidas e aplicadas em laboratórios de calibração. Os projetos das câmaras de ionização desenvolvidas e caracterizadas neste projeto apresentam diferenças relacionadas ao material e configuração geométrica em comparação às câmaras de ionização comerciais disponíveis no mercado. Além do desenvolvimento de câmaras de ionização para serem utilizadas em feixes padrões de radiação X como padrões de trabalho, neste projeto também foram desenvolvidas e caracterizadas experimentalmente e por simulação de Monte Carlo duas câmaras de ionização cavitárias de grafite de placas paralelas, que foram caracterizadas como sistemas padrões de referência para determinação da taxa de kerma no ar de fontes de radiação gama. Comparando a taxa de kerma no ar determinada com o padrão de referência do Laboratório de Calibração do IPEN, uma câmara de ionização tipo Farmer, com os valores de taxa de kerma no ar obtidos com as câmaras de ionização de grafite, as máximas diferenças obtidas foram de apenas 1,7% e 1,2% para as câmaras de ionização de grafite G1 e G2, respectivamente. Além disso, estas câmaras de ionização apresentaram fatores de correção próximos de 1,000, que é o ideal para uma câmara de ionização ser caracterizada como um sistema de referência. / Ionization chambers present some advantages in relation to other dosimeters: easiness of handling, low energy dependence and high precision. The advantages associated to ionization chambers and the large number of diagnostic radiology exams and therapeutic treatments motivated the development of this project. In this project ionization chambers were developed and characterized to be applied in diagnostic radiology and therapy beam dosimetry, with high precision and performance, in compliance with international recommendations. They were assembled in a simple way, utilizing low-cost national materials, so they can be reproduced and applied at calibration laboratories. The project of these ionization chambers presents some differences in relation to commercial ionization chambers, as the materials utilized and geometrical arrangements. Besides the development of the ionization chambers to be utilized in standard X-ray beam dosimetry as work standard systems, two graphite parallel-plate ionization chambers were developed and characterized to be applied as reference standard systems for determining the air kerma rates of gamma radiation sources. Comparing the air kerma rates determined with the reference standard of the Calibration Laboratory of IPEN, a Farmer ionization chamber, with the values of the air kerma rates obtained with the graphite ionization chambers, the maximum differences obtained were only 1.7% and 1.2% for the G1 and G2 graphite ionization chambers, respectively. Moreover, these ionization chambers presented correction factors close to 1.000, which is ideal for an ionization chamber be characterized as a reference standard system.

A câmara de ionização é um tipo de dosímetro muito utilizado atualmente para medidas precisas, tais como as necessárias em radioterapia. Existem diferentes tipos de câmaras de ionização para diferentes aplicações, como exemplo, as câmaras tipo lápis utilizadas para dosimetria em tomografia computadorizada (TC) e as câmaras cavitárias de grafite utilizadas como sistemas padrões primários para determinação da taxa de kerma no ar. Neste trabalho, foram caracterizadas duas câmaras de ionização tipo lápis, de diferentes volumes sensíveis e com comprimentos do volume sensível menores que as empregadas em TC, em feixes de 60Co e duas câmaras de ionização de grafite foram desenvolvidas e caracterizadas para constituir um sistema padrão primário para feixes de 60Co. Além destas câmaras de ionização, também foi projetada e avaliada uma câmara de ionização cilíndrica construída utilizando-se cloreto de polivinila (PVC) para estudar inicialmente as configurações geométricas das câmaras de ionização de grafite, já que o PVC é mais facilmente usinado e apresenta um custo relativamente baixo quando comparado ao grafite. O estudo inicial realizado com as câmaras de ionização tipo lápis foi muito importante, principalmente no que se refere à escolha do material para o desenvolvimento das câmaras de ionização, aos parâmetros utilizados nas simulações de Monte Carlo e também na determinação do espectro de radiação que melhor representa a fonte de 60Co do Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI). A partir dos resultados obtidos com as câmaras de ionização tipo lápis e com a câmara de ionização cilíndrica de PVC foram projetadas e caracterizadas experimentalmente e por simulação de Monte Carlo duas câmaras de ionização de grafite. Os resultados obtidos da caracterização destas câmaras de ionização apontaram que elas possuem qualidade metrológica para atuação como padrões primários de referência. Como aplicação do estudo das câmaras de ionização de grafite, o valor da taxa de kerma no ar da fonte de 60Co do LCI foi determinado e comparado com o valor obtido com o padrão de referência do LCI. Os valores determinados com os protótipos desenvolvidos neste projeto (CG1 e CG2) diferiram em apenas 0,17% e 1,7%, respectivamente, do valor calculado com o sistema padrão do IPEN. / Ionization chambers are the most employed dosimeters for precise measurements, as those requested in radiotherapy. There are several different ionization chambers, employed for different applications, such as pencil ionization chambers, used in computed tomography (CT) dosimetry, and cavity ionization chambers, used as primary standard systems for the air kerma determination. In this work two pencil ionization chambers, with sensitive volumes smaller in size and length than those employed in CT, were characterized in 60Co gamma beams, and two graphite ionization chambers were developed and characterized in order to compose a primary standard system for the beam dosimetry of 60Co sources. Besides these ionization chambers, a cylindrical prototype made of polyvinyl chloride (PVC) was developed and characterized, in order to evaluate the geometrical design of the graphite ionization chambers. This step was important, since PVC is easier to use as manufacture material and it presents a lower production cost than graphite. The inicial study, with the pencil ionization chambers, was essential in order to choose the materials and parameters employed for the further ionization chamber models. The determination of the radiation spectra that best fits the 60Co source employed in this work was also carried out with a pencil ionization chamber. From the results with the pencil and the PVC ionization chambers, the graphite dosimeters were projected, developed and characterized, both experimentally and using Monte Carlo simulations. The results obtained with these dosimeters pointed out that they present metrological quality to be used as primary standard systems. As an application of the study concerning the graphite ionization chambers, the air kerma rate of the 60Co source of the Calibration Laboratory was determined and compared with the value obtained with the IPEN standard system. The values obtained with the developed ionization chambers CG1 and CG2 presented differences of only 0.17% and 1.7%, respectively.

Ao se trabalhar com materiais para a área de saúde, uma das principais considerações é evitar possíveis contaminações, dada a natureza da sua aplicação. Dentre os métodos desenvolvidos para esterilização, a radiação ionizante tem sido amplamente empregada por inúmeros setores da área de saúde pela sua eficácia em eliminar contaminantes biológicos de diversas origens. A problemática da utilização da radiação ionizante em materiais de origem humana, contudo, vai além da questão de sua eficácia como esterilizante, incluindo as possíveis alterações na estrutura do material de escolha. Desta forma, no presente trabalho, buscou-se avaliar qual a extensão das alterações biomecânicas causadas pela radiação em tecidos ósseos. Mais especificamente avaliamos as alterações no módulo de elasticidade, tensão de ruptura e porcentagem de deformação que decorrem do processo de irradiação. Como modelo de eleição foram escolhidas réguas ósseas retiradas da diáfase de fêmures bovinos, simulando as condições de ossos humanos armazenados em Bancos de Tecidos Biológicos. Estas foram congeladas a -70ºC e expostas a doses crescentes de radiação gama (0, 12.5, 25 e 50 kGy). Durante o trabalho foi desenvolvido um sistema de cortes para obtenção de amostras precisas e homogêneas. Os resultados demonstram que há uma diferença significativa entre as características observadas com o aumento da dose de radiação. / In the production process of health care products, contamination must be considered as one of the principal hazards to be avoided. Among the developed methods for sterilization, ionizing radiation has largely been used by many sectors in health care area as it is efficient in eliminating biological contaminants of several origins. The difficulty of deploying ionizing radiation in materials of human origin, though, includes which possible alterations it might cause in human tissue. In the present work, the extension of the biomechanical alteration generated by radiation in bone tissue was evaluated by biomechanical methods. More specifically, we evaluated alterations to the elastic modulus, rupture tension and percentage of deformation that are thought to be a consequence of the sterilization process. As a research model, bovine femur struts obtained from the diaphysis were used. The struts were frozen in a temperature of -70 ºC and irradiated with crescent doses of gamma radiation (0, 12.5, 25 e 50 kGy). During this work, a cutting system to obtain precision samples to use in such essays was developed. As results show that there is a significant different between the analyzed characteristics in the different doses of radiation.

Motivated by an increasing demand for functionality and reliability of systems operating in harsh, ionizing-radiation environments, the core of the present research is an investigation of the response of rare-earth-doped, aluminosilicate fibers to ionizing radiation. These rare-earth-doped fibers, consisting of fibers doped with ions of erbium (Er³⁺) and ytterbium (Yb³⁺) designed for use in amplifier systems, reveal average specific losses in response to ⁶⁰Co gamma radiation to be in the range of 0.0285 - 0.193 dB/(m•krad(Si)) at wavelengths from 1300 nm to 1400 nm. An ionizing dose rate dependence was identified in which high dose rates of approximately 40 rad(Si)/s invariably lead to higher induced losses than lower dose rates of approximately 14 rad(Si)/s, indicating the possibility of complex radiation-related phenomena underlying the observed absorption. Data clearly show that Er³⁺-doped fibers are more sensitive to ionizing-radiation in comparison to Yb³⁺-doped fibers, while Er³⁺/Yb³⁺ co-doped fibers are found to be the least sensitive to radiation of all the fibers examined. Evidence of color center formation associated with the dopant aluminum is found in results of visible spectroscopy conducted on gamma-irradiated preform samples and on fibers flown in low-Earth orbit. Near infrared spectroscopic data is consistent with absorption derived from this dopant as well, with the interpretation of band-tailing from the visible portion of the spectrum. Evidence of the formation of a defect intrinsic to the silicate host matrix, the Non-Bridging Oxygen Hole Center (NBOHC), is also found following ionizing radiation of the optical fiber preforms. Since the observed ionizing-radiation-induced absorption is concentrated in the visible portion of the spectrum, the performance of actively operated rare-earth-doped amplifiers is largely impacted by the pump wavelength, which is located at higher energies within the near-infrared portion of the spectrum and therefore closer to the visible portion of the spectrum than the lasing wavelength. Experimental results stemming from rare-earth-doped amplifiers operated under ionizing radiation substantiate the importance of the pumping wavelength, and suggest the presence of cascaded pump photon absorption processes. Based on these results, pumping at longer wavelengths is advised to reduce the effect of color center absorption on this crucial aspect of active fiber amplifier operation.

The nuclear industry shows an increasing interest in the fiber optic technology for both data communication and sensing applications in nuclear plants. The optical fibers offer several advantages and the sensors based on this technology do not need any electrical power at the sensing point, they have a quick response and they can be easily multiplexed: in the case of a temperature sensor, several thermocouples can be substituted by a single fiber, resulting in a decrease of the waste material. The fission reactors are a very harsh environment: it is characterized by the highest dose of gamma-rays, of the order of magnitude of GGy, besides a high flux of neutrons and high operating temperature (300°C for the current reactors, known as generation III). This work has been carried out in collaboration with AREVA, a French industrial conglomerate active in the energy domain, with the aim of realizing a temperature sensor resistant to the environment of nuclear reactor of generation IV, in particular a Sodium-cooled Fast Reactor. The currently used technology, the thermocouples, presents a drift of the measurement due to irradiation, that needs a calibration, and a long response time on the order of seconds. In order to remove the drift, to reduce the response time and to increase the precision, a Fiber Bragg Grating temperature sensor was chosen, in regard to all the advantages of the optical fibers. To understand the behavior of such system in a harsh environment, as the nuclear reactor core, we used an experimental approach based on complementary techniques such as radiation-induced attenuation, photoluminescence, electron paramagnetic resonance and Raman spectroscopies

PROPERTIES OF LIGHT EMITTING DIODES FOLLOWING COBALT-60 IRRADIATION &Ouml / zcan, Safak M.S., Department of Physics Supervisor: Prof. Dr. ibrahim G&uuml / nal September 2004, 71 pages The main purpose of this study is to investigate the effects of gamma radiation on the properties of the light emitting diodes. GaP and GaAsP LEDs are used in the study. It is observed that the exposure of a light emitting diode affects its various properties. A cobalt-60 gamma-cell is used to irradiate the selected light emitting diodes. For the different total doses of gamma pre-irradiation and post-irradiation I-V characteristics and spectral responses are recorded. The capacitance characteristics are measured at 1MHz at room temperature. Gamma ray bombardment of these LEDs results in reduction of electroluminescent intensity and increase in forward current up to levels tested. In GaP diodes dominant current transport mechanism has found to be effected by irradiation. No noticeable change is observed in the series resistances. The impurity density remains same in the green LED and increases in the red one due to the irradiation, which is deduced from the C-V characteristics. Both the circuit designers and the users should be aware of these effects in order to reach a reliable application for these components in a radiation environment.