Os folatos, vitaminas hidrossolúveis do grupo B estão envolvidos em importantes processos bioquímicos como a síntese e reparação de DNA. O metabolismo humano não é capaz de sintetizar folatos e necessita obtê-los da dieta. O ácido fólico (AF), vitâmero sintético e estável dos folatos, é usado para a fortificação de alimentos como farinha de trigo em função do baixo custo e grande biodisponibilidade. O AF compreende uma pterina, um ácido p-aminobenzóico e um ácido glutâmico. É um composto sensível, facilmente degradado em solução aquosa por luz ultravioleta e visível. O tratamento por ionização de alimentos elimina ou reduz patógenos e insetos, aumenta o tempo de estocagem e a vida de prateleira dos alimentos. A irradiação de alimentos utiliza elétrons acelerados, raios gama ou raios X. Os objetivos deste estudo foram avaliar os efeitos dos tratamentos com feixe de elétrons, térmico em estufa e em forno micro-ondas na degradação do AF em solução, suspensão e pó. Também foi desenvolvido um método de extração por solvente pressurizado do AF de farinha de trigo fortificada e de pães. Os diferentes processamentos degradaram o AF e os principais produtos de degradação foram identificados por LC/MS/MS como sendo: 6- carboxipterina (PCA), ácido p-aminobenzóico (PABA), p-aminobenzoil-L-ácido glutâmico (pABGA) e ácido pteroico (PA). Em soluções de AF irradiadas foram identificados novos radioprodutos: n-(4-nitrobenzoil)-L-ácido glutâmico (pNBGA), xantopterina (XA) e 2-amino-6-(hidroximetil)pteridina-4(1H)-one (AHMP). Uma extração completa do AF por solvente pressurizado foi realizada com sucesso em amostras de farinha de trigo fortificada e pães em apenas 15 minutos. A panificação reduziu em até 57% o teor de AF no produto final. Por outro lado, a irradiação de farinha de trigo fortificada com doses de radiação até 10 kGy não alterou o conteúdo de AF. Esta tecnologia mostrou-se eficaz para tratamento de farinha de trigo e poderia ser utilizada como medida fitossanitária. / Folates, water soluble vitamins of B group, are involved in important biochemical processes such as DNA synthesis and repair. The human metabolism is not able to synthesize folate and needs to get them from the diet. Folic acid, a synthetic and stable folate vitamer, is used in food fortification such as wheat flour due to the low cost and high bioavailability. Folic acid is composed of a pterin, the p-aminobenzoic acid and glutamate. This sensitive compound is easily degraded in aqueous solution by ultraviolet and visible light yielding various by-products. Ionizing radiation treatment of food reduces or eliminates pathogens and insects, increases food shelf life and storage. Irradiation is a food preserving process which uses accelerated electrons, gamma rays or X-rays. The objectives of this study were to evaluate the effects of electron beam treatment, heat treatment in oven and microwave in folic acid degradation in solution, in suspension and in powder. A pressurized solvent extraction method was also developed to folic acid fortified wheat flour and bread. The different processing degraded folic acid and the main degradation products were identified by LC/MS/MS as 6-carboxipterin (PCA), p-aminobenzoic acid (PABA), p-aminobenzoyl-L-glutamic acid (pABGA) and pteroic acid (PA). In irradiated folic acid solutions were identified new radioproducts: n-(4-nitrobenzoyl)-L-glutamic acid (pNBGA), xanthopterin (XA) and 2-amino-6-(hydroxymethyl)-pteridine-4(1H)-one (AHMP). A complete extraction of folic acid by pressurized solvent extraction was successfully performed on samples of fortified wheat flour and bread in just 15 minutes. Bread manufacturing reduced up to 57% folic acid content in the final product. Irradiation up to 10 kGy did not alter folic acid content of fortified wheat flour. Irradiation technology proved to be effective for the treatment of fortified wheat flour and could be used as a phytosanitary measure.

Neste trabalho é apresentada uma nova geometria e os critérios de projeto para dispositivos de espectrometria de mobilidade iônica, com objetivo de aumentar a relação entre sinal e ruído detectados pelos eletrômetros que compõem a região de detecção, quando associado à ionização baseada em descargas elétricas que tipicamente emitem maior interferência eletromagnética em relação a outros tipos de ionização. A geometria e os critérios de projeto foram estabelecidos com o auxílio do simulador de trajetórias iônicas SIMION versão 8.1 e comparada com espectrômetros de mobilidade iônica do estado-da-arte. Os resultados das simulações dos dispositivos foram avaliados por meio dos testes estatísticos não-paramétricos de Iman-Davenport e Holm. O resultado indicou que a geometria proposta apresentou compatibilidade com as melhores características dos espectrômetros atuais com confiança estatística a 95 %. Na sequência a geometria proposta foi simulada, fabricada e testada para detecção dos íons de: tolueno - C7H8 (C5H5+, C6H5+, C7H7+), propanol - C3H8O (CH3+, CH3O+, C2H3+, C2H4O+, C2H5O+, C3H6+, C3H7+, C3H7O+) e água - H2O (H+, HO+, H2+, O+). Os picos de corrente iônica detectada nos eletrômetros indicaram coerência com as trajetórias simuladas para estes conjuntos de íons. Além disso, os resultados experimentais apresentaram um aumento na relação entre sinal e ruído para a nova geometria proposta que foi validada pelo teste de comparação pareada não-paramétrico de Wilcoxon a 95 % de confiança estatística. / In this work, a new geometry and a design criteria for ion mobility spectrometry devices was presented, aiming to increase the signal-to-noise ratio detected by electrodes of the detection region, when associated with ionization based on electrical discharges. The new geometry and the design criteria were established in the SIMION version 8.1 (an ionic trajectory simulator) and compared with the state-of-art ion mobility spectrometers. The results from device simulations were evaluated using the non-parametric statistical test of Iman-Davenport and Holm. The result indicated that the proposed design criteria presented compatibility with the best characteristics of current spectrometers with statistical evidence at 95%. The proposed geometry was simulated, fabricated and tested for the following solvents: toluene - C7H8 (C5H5+, C6H5+, C7H7+), propanol - C3H8O (CH3+, CH3O+, C2H3+, C2H4O+, C2H5O+, C3H6+, C3H7+, C3H7O+) and water - H2O (H+, HO+, H2+, O+). The peaks of ion current detected in the electrometers occurred at approximate positions of the simulated trajectories for these sets of ions. In addition, the experimental data showed an increase in the signal-to-noise ratio for the proposed new geometry that was validated by the test statistic of Wilcoxon signed rank at 95% statistical confidence.

Irradiadores comerciais de grande porte são projetados para processarem grandes quantidades de produtos com altas doses, por exposição à radiação gama. A irradiação em escala industrial é efetuada de forma dinâmica, em que os produtos percorrem um caminho em torno de uma fonte de radiação, geralmente de 60Co, cuja atividade é da ordem de TBq a PBq (kCi a MCi). A dose será diretamente proporcional ao tempo transcorrido pelo material para percorrer este trajeto em torno da fonte. Entretanto, em algumas situações, principalmente para pesquisas ou processos de validação de clientes seguindo a norma ISO 11137, se faz necessário irradiar pequenas amostras com doses fracionadas na posição de irradiação estática. Nesta posição as amostras são colocadas dentro da sala de irradiação a uma distância fixa da fonte e as doses recebidas são determinadas utilizando-se dosímetros. Portanto, a dose somente será conhecida depois da irradiação, pela leitura dos mesmos. Entretanto, em irradiadores industriais, diferentes tipos de produtos com diferentes densidades atravessam o caminho entre a fonte e a posição de irradiação estática, onde estão as amostras. Conseqüentemente, a taxa de dose variará dependendo da densidade do produto, que está sendo irradiado dinamicamente. Uma metodologia adequada seria monitorar a dose recebida pelas amostras em tempo real, medindo a dose por meio de um detector de radiação, com uma melhor precisão e exatidão. Neste trabalho foi desenvolvida uma câmara de ionização cilíndrica de 0.9 cm3, para monitorar as altas doses recebidas por amostras em tempo real, na posição de irradiação estática de um irradiador gama de 60Co. Os gases de nitrogênio e de argônio a pressão de 10exp5 Pa (1 bar) foram utilizados para preencherem a câmara de ionização e determinar uma configuração de trabalho apropriada, para o detector ser utilizado em medidas de altas doses. Cabos de isolação mineral foram soldados diretamente ao corpo da câmara de ionização, para a transmissão do sinal gerado pelo detector até a eletrônica associada, distante cerca de 20 m. O sinal obtido foi cerca de 100 vezes maior do que o ruído de fundo. Este sistema dosimétrico foi testado em um irradiador gama de categoria I e na posição de irradiação estática de um irradiador de grande porte, em que diferentes taxas de dose foram obtidas utilizando materiais absorvedores. Foi encontrada uma boa linearidade do detector entre a dose e a carga, independentemente das diferentes taxas de dose. As incertezas de todas as curvas ficaram abaixo dos +/- 5 %, valor de incerteza máxima recomendada para um sistema dosimétrico de rotina. A câmara de ionização desenvolvida se mostrou adequada para ser utilizada como um dosímetro em tempo real, independente da degradação do espectro causada pela absorção dos fótons da fonte de 60Co, pelo material em irradiação dinâmica. / Industrial gamma irradiators facilities are designed for processing large amounts of products, which are exposed to large doses of gamma radiation. The irradiation, in industrial scale, is usually carried out in a dynamic form, where the products go through a 60Co gamma source with activity of TBq to PBq (kCi to MCi). The dose is estimated as being directly proportional to the time that the products spend to go through the source. However, in some situations, mainly for research purposes or for validation of customer process following the ISO 11137 requirements, it is required to irradiate small samples in a static position with fractional deliver doses. The samples are put inside the irradiation room at a fixed distance from the source and the dose is usually determined using dosimeters. The dose is only known after the irradiation, by reading the dosimeter. Nevertheless, in the industrial irradiators, usually different kinds of products with different densities go through between the source and the static position samples. So, the dose rate varies in function of the product density. A suitable methodology would be to monitor the samples dose in real time, measuring the dose on line with a radiation detector, which would improve the dose accuracy and avoid the overdose. A cylindrical ionization chamber of 0.9 cm3 has been developed for high-doses real-time monitoring, during the sample irradiation at a static position in a 60Co gamma industrial plant. Nitrogen and argon gas at pressure of 10exp5 Pa (1bar) was utilized to fill the ionization chamber, for which an appropriate configuration was determined to be used as a detector for high-dose measurements. To transmit the signal generated in the ionization chamber to the associated electronic and processing unit, a 20 m mineral insulated cable was welded to the ionization chamber. The signal to noise ratio produced by the detector was about 100. The dosimeter system was tested at a category I gamma irradiator and at an industrial irradiation plant in static position, using different absorbing materials. A good linearity of the detector was found between the dose and the accumulated charge, independently of the different dose rates caused by absorbing materials. The uncertainties for all curves were less than 5%, which is recommended for a dosimetric system routine. The developed ionization chamber showed to be suitable as a dosimeter on line, independently of the spectrum degradation caused by the absorption of the 60Co photons in the material under dynamic irradiation.

O Programa de Controle de Qualidade de sistemas geradores de raios X inclui a verificação periódica da constância dos feixes de raios X, para tanto é preciso que o físico especialista conheça as respostas dos instrumentos medidores de radiação. Neste trabalho foi analisado o comportamento das câmaras de ionização submetidas a feixes de radiação em Radiodiagnóstico nas energias de 50, 81, 90 e 102 kV. Inicialmente foram realizadas medidas experimentais com oito câmaras de ionização de quatro modelos- e, em seguida, foi simulado através do Método de Monte Carlo, com o código MCNP5, um sistema gerador de raios X e os quatro modelos de câmaras de ionização empregados na parte experimental. Com as simulações de arranjo padronizado foi calculado o valor de kerma no ar e foram comparadas, então, as respostas obtidas experimentalmente com os cálculos por simulação. As correlações obtidas entre os resultados permitiram o desenvolvimento de uma ferramenta que apresenta maiores informações para a compreensão dos equipamentos detectores utilizados, e que auxilia o especialista em física médica na análise da resposta dos detectores. / The Quality Control Program for X ray generator systems includes the periodic verification of the X rays beams constancy, therefore it is necessary that the medical physics specialist knows the measuring instruments physical response to radiation. In this work it was analyzed the behavior of ionization chambers subjected to radiation beams at diagnostic radiology energies of 50, 81, 90 and 102 kV. Initially it was performed experimental measurements with eight ionization chambers four models- and then it was simulated, by Monte Carlo Method, with the MCNP5 code an X ray generator system and the four ionization chambers models used in the experimental part. A patterned array was taken by the simulations and the air kerma value was calculated to the simulated system and then those values were compared to the experimental data. The correlations between the results allowed the development of a tool that enables a better understanding of the detectors and helps the physics specialist in the analysis of the detectors response.

Neste trabalho é apresentada uma nova geometria e os critérios de projeto para dispositivos de espectrometria de mobilidade iônica, com objetivo de aumentar a relação entre sinal e ruído detectados pelos eletrômetros que compõem a região de detecção, quando associado à ionização baseada em descargas elétricas que tipicamente emitem maior interferência eletromagnética em relação a outros tipos de ionização. A geometria e os critérios de projeto foram estabelecidos com o auxílio do simulador de trajetórias iônicas SIMION versão 8.1 e comparada com espectrômetros de mobilidade iônica do estado-da-arte. Os resultados das simulações dos dispositivos foram avaliados por meio dos testes estatísticos não-paramétricos de Iman-Davenport e Holm. O resultado indicou que a geometria proposta apresentou compatibilidade com as melhores características dos espectrômetros atuais com confiança estatística a 95 %. Na sequência a geometria proposta foi simulada, fabricada e testada para detecção dos íons de: tolueno - C7H8 (C5H5+, C6H5+, C7H7+), propanol - C3H8O (CH3+, CH3O+, C2H3+, C2H4O+, C2H5O+, C3H6+, C3H7+, C3H7O+) e água - H2O (H+, HO+, H2+, O+). Os picos de corrente iônica detectada nos eletrômetros indicaram coerência com as trajetórias simuladas para estes conjuntos de íons. Além disso, os resultados experimentais apresentaram um aumento na relação entre sinal e ruído para a nova geometria proposta que foi validada pelo teste de comparação pareada não-paramétrico de Wilcoxon a 95 % de confiança estatística. / In this work, a new geometry and a design criteria for ion mobility spectrometry devices was presented, aiming to increase the signal-to-noise ratio detected by electrodes of the detection region, when associated with ionization based on electrical discharges. The new geometry and the design criteria were established in the SIMION version 8.1 (an ionic trajectory simulator) and compared with the state-of-art ion mobility spectrometers. The results from device simulations were evaluated using the non-parametric statistical test of Iman-Davenport and Holm. The result indicated that the proposed design criteria presented compatibility with the best characteristics of current spectrometers with statistical evidence at 95%. The proposed geometry was simulated, fabricated and tested for the following solvents: toluene - C7H8 (C5H5+, C6H5+, C7H7+), propanol - C3H8O (CH3+, CH3O+, C2H3+, C2H4O+, C2H5O+, C3H6+, C3H7+, C3H7O+) and water - H2O (H+, HO+, H2+, O+). The peaks of ion current detected in the electrometers occurred at approximate positions of the simulated trajectories for these sets of ions. In addition, the experimental data showed an increase in the signal-to-noise ratio for the proposed new geometry that was validated by the test statistic of Wilcoxon signed rank at 95% statistical confidence.

Irradiadores comerciais de grande porte são projetados para processarem grandes quantidades de produtos com altas doses, por exposição à radiação gama. A irradiação em escala industrial é efetuada de forma dinâmica, em que os produtos percorrem um caminho em torno de uma fonte de radiação, geralmente de 60Co, cuja atividade é da ordem de TBq a PBq (kCi a MCi). A dose será diretamente proporcional ao tempo transcorrido pelo material para percorrer este trajeto em torno da fonte. Entretanto, em algumas situações, principalmente para pesquisas ou processos de validação de clientes seguindo a norma ISO 11137, se faz necessário irradiar pequenas amostras com doses fracionadas na posição de irradiação estática. Nesta posição as amostras são colocadas dentro da sala de irradiação a uma distância fixa da fonte e as doses recebidas são determinadas utilizando-se dosímetros. Portanto, a dose somente será conhecida depois da irradiação, pela leitura dos mesmos. Entretanto, em irradiadores industriais, diferentes tipos de produtos com diferentes densidades atravessam o caminho entre a fonte e a posição de irradiação estática, onde estão as amostras. Conseqüentemente, a taxa de dose variará dependendo da densidade do produto, que está sendo irradiado dinamicamente. Uma metodologia adequada seria monitorar a dose recebida pelas amostras em tempo real, medindo a dose por meio de um detector de radiação, com uma melhor precisão e exatidão. Neste trabalho foi desenvolvida uma câmara de ionização cilíndrica de 0.9 cm3, para monitorar as altas doses recebidas por amostras em tempo real, na posição de irradiação estática de um irradiador gama de 60Co. Os gases de nitrogênio e de argônio a pressão de 10exp5 Pa (1 bar) foram utilizados para preencherem a câmara de ionização e determinar uma configuração de trabalho apropriada, para o detector ser utilizado em medidas de altas doses. Cabos de isolação mineral foram soldados diretamente ao corpo da câmara de ionização, para a transmissão do sinal gerado pelo detector até a eletrônica associada, distante cerca de 20 m. O sinal obtido foi cerca de 100 vezes maior do que o ruído de fundo. Este sistema dosimétrico foi testado em um irradiador gama de categoria I e na posição de irradiação estática de um irradiador de grande porte, em que diferentes taxas de dose foram obtidas utilizando materiais absorvedores. Foi encontrada uma boa linearidade do detector entre a dose e a carga, independentemente das diferentes taxas de dose. As incertezas de todas as curvas ficaram abaixo dos +/- 5 %, valor de incerteza máxima recomendada para um sistema dosimétrico de rotina. A câmara de ionização desenvolvida se mostrou adequada para ser utilizada como um dosímetro em tempo real, independente da degradação do espectro causada pela absorção dos fótons da fonte de 60Co, pelo material em irradiação dinâmica. / Industrial gamma irradiators facilities are designed for processing large amounts of products, which are exposed to large doses of gamma radiation. The irradiation, in industrial scale, is usually carried out in a dynamic form, where the products go through a 60Co gamma source with activity of TBq to PBq (kCi to MCi). The dose is estimated as being directly proportional to the time that the products spend to go through the source. However, in some situations, mainly for research purposes or for validation of customer process following the ISO 11137 requirements, it is required to irradiate small samples in a static position with fractional deliver doses. The samples are put inside the irradiation room at a fixed distance from the source and the dose is usually determined using dosimeters. The dose is only known after the irradiation, by reading the dosimeter. Nevertheless, in the industrial irradiators, usually different kinds of products with different densities go through between the source and the static position samples. So, the dose rate varies in function of the product density. A suitable methodology would be to monitor the samples dose in real time, measuring the dose on line with a radiation detector, which would improve the dose accuracy and avoid the overdose. A cylindrical ionization chamber of 0.9 cm3 has been developed for high-doses real-time monitoring, during the sample irradiation at a static position in a 60Co gamma industrial plant. Nitrogen and argon gas at pressure of 10exp5 Pa (1bar) was utilized to fill the ionization chamber, for which an appropriate configuration was determined to be used as a detector for high-dose measurements. To transmit the signal generated in the ionization chamber to the associated electronic and processing unit, a 20 m mineral insulated cable was welded to the ionization chamber. The signal to noise ratio produced by the detector was about 100. The dosimeter system was tested at a category I gamma irradiator and at an industrial irradiation plant in static position, using different absorbing materials. A good linearity of the detector was found between the dose and the accumulated charge, independently of the different dose rates caused by absorbing materials. The uncertainties for all curves were less than 5%, which is recommended for a dosimetric system routine. The developed ionization chamber showed to be suitable as a dosimeter on line, independently of the spectrum degradation caused by the absorption of the 60Co photons in the material under dynamic irradiation.

Os folatos, vitaminas hidrossolúveis do grupo B estão envolvidos em importantes processos bioquímicos como a síntese e reparação de DNA. O metabolismo humano não é capaz de sintetizar folatos e necessita obtê-los da dieta. O ácido fólico (AF), vitâmero sintético e estável dos folatos, é usado para a fortificação de alimentos como farinha de trigo em função do baixo custo e grande biodisponibilidade. O AF compreende uma pterina, um ácido p-aminobenzóico e um ácido glutâmico. É um composto sensível, facilmente degradado em solução aquosa por luz ultravioleta e visível. O tratamento por ionização de alimentos elimina ou reduz patógenos e insetos, aumenta o tempo de estocagem e a vida de prateleira dos alimentos. A irradiação de alimentos utiliza elétrons acelerados, raios gama ou raios X. Os objetivos deste estudo foram avaliar os efeitos dos tratamentos com feixe de elétrons, térmico em estufa e em forno micro-ondas na degradação do AF em solução, suspensão e pó. Também foi desenvolvido um método de extração por solvente pressurizado do AF de farinha de trigo fortificada e de pães. Os diferentes processamentos degradaram o AF e os principais produtos de degradação foram identificados por LC/MS/MS como sendo: 6- carboxipterina (PCA), ácido p-aminobenzóico (PABA), p-aminobenzoil-L-ácido glutâmico (pABGA) e ácido pteroico (PA). Em soluções de AF irradiadas foram identificados novos radioprodutos: n-(4-nitrobenzoil)-L-ácido glutâmico (pNBGA), xantopterina (XA) e 2-amino-6-(hidroximetil)pteridina-4(1H)-one (AHMP). Uma extração completa do AF por solvente pressurizado foi realizada com sucesso em amostras de farinha de trigo fortificada e pães em apenas 15 minutos. A panificação reduziu em até 57% o teor de AF no produto final. Por outro lado, a irradiação de farinha de trigo fortificada com doses de radiação até 10 kGy não alterou o conteúdo de AF. Esta tecnologia mostrou-se eficaz para tratamento de farinha de trigo e poderia ser utilizada como medida fitossanitária. / Folates, water soluble vitamins of B group, are involved in important biochemical processes such as DNA synthesis and repair. The human metabolism is not able to synthesize folate and needs to get them from the diet. Folic acid, a synthetic and stable folate vitamer, is used in food fortification such as wheat flour due to the low cost and high bioavailability. Folic acid is composed of a pterin, the p-aminobenzoic acid and glutamate. This sensitive compound is easily degraded in aqueous solution by ultraviolet and visible light yielding various by-products. Ionizing radiation treatment of food reduces or eliminates pathogens and insects, increases food shelf life and storage. Irradiation is a food preserving process which uses accelerated electrons, gamma rays or X-rays. The objectives of this study were to evaluate the effects of electron beam treatment, heat treatment in oven and microwave in folic acid degradation in solution, in suspension and in powder. A pressurized solvent extraction method was also developed to folic acid fortified wheat flour and bread. The different processing degraded folic acid and the main degradation products were identified by LC/MS/MS as 6-carboxipterin (PCA), p-aminobenzoic acid (PABA), p-aminobenzoyl-L-glutamic acid (pABGA) and pteroic acid (PA). In irradiated folic acid solutions were identified new radioproducts: n-(4-nitrobenzoyl)-L-glutamic acid (pNBGA), xanthopterin (XA) and 2-amino-6-(hydroxymethyl)-pteridine-4(1H)-one (AHMP). A complete extraction of folic acid by pressurized solvent extraction was successfully performed on samples of fortified wheat flour and bread in just 15 minutes. Bread manufacturing reduced up to 57% folic acid content in the final product. Irradiation up to 10 kGy did not alter folic acid content of fortified wheat flour. Irradiation technology proved to be effective for the treatment of fortified wheat flour and could be used as a phytosanitary measure.

As câmaras de ionização tipo lápis são utilizadas para dosimetria de feixes em equipamentos de tomografia computadorizada (CT). Neste estudo foi estabelecida uma nova metodologia de calibração destas câmaras, visando a adequação do Laboratório de Calibração de Instrumentos do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (LCI) aos atuais padrões metrológicos internacionais que tratam dos procedimentos específicos para calibração das câmaras utilizadas em CT. Primeiramente partiu-se da implantação das novas qualidades de radiação padrão RQT, que simulam feixes não atenuados usados para aplicações em CT, de acordo com a IEC 61267 da International Electrotechnical Commission (IEC). Após o estabelecimento dos campos padrões de radiação, foi implantada a metodologia de calibração específica para câmaras lápis segundo o Technical Report Series No. 457, da International Atomic Energy Agency (IAEA), que descreve as particularidades do procedimento a ser seguido pelos Laboratórios de Dosimetria Padrão Secundário (SSDLs) em termos de colimação e posicionamento em relação ao feixe de radiação. Inicialmente, foram realizadas medições de PPV (kV) e determinação das filtrações adicionais de cobre por meio dos valores de camada semi-redutora (CSR) recomendados pela norma IEC 61267, para que as qualidades de radiação de referência: RQT 8, RQT 9 e RQT 10 fossem implantadas. Para os filtros adicionais, foram utilizados alumínio e cobre de alta pureza (maior ou igual a 99,9%). Uma metodologia alternativa para determinar as filtrações adicionais também foi utilizada, através da qual se encontrou diretamente as RQTs em espessuras de filtros de cobre equivalente ao conjunto RQR (Al) + Filtração Adicional (Cu), sendo esta uma opção quando não se têm implantadas as RQRs. Com a implantação desta nova metodologia de calibração das câmaras de ionização tipo lápis, o LCI está pronto para calibrar estes instrumentos de acordo com as recentes recomendações internacionais. Permitindo assim uma melhoria na rastreabilidade das calibrações, como também na qualidade dos serviços metrológicos que o IPEN oferece para todo o País. / Pencil ionization chambers are used for beam dosimetry in computed tomography equipment (CT). In this study, a new calibration methodology was established, in order to make the Calibration Laboratory of Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (LCI) suitable to international metrological standards, dealing with specific procedures for calibration of these chambers used in CT. Firstly, the setup for the new RQT radiation qualities was mounted, in agreement with IEC61267 from the International Electrotechnical Commission (IEC). After the establishment of these radiation qualities, a specific calibration methodology for pencil ionization chambers was set, according to Technical Report Series No. 457, from the International Atomic Energy Agency (IAEA), which describes particularities of the procedure to be followed by the Secondary Standard Dosimetry Laboratories (SSDLs), concerning to collimation and positioning related to the radiation beam. Initially, PPV (kV) measurements and the determination of copper additional filtrations were carried out, measuring the half value layers (HVL) recommended by the IEC 61267 standard, after that the RQT 8, RQT 9 and RQT 10 radiation quality references were established. For additional filters, aluminum and copper of high purity (around 99.9%) were used. RQTs in thickness of copper filters equivalent to the set RQR (Al) + Additional Filtration (Cu) was directly found by an alternative methodology used to determine additional filtrations, which is a good option when RQRs have not the possibility of be setting up. With the establishment of this new methodology for the ionization pencil chambers calibration, the LCI is ready to calibrate these instruments according to the most recent international standards. Therefore, an improvement in calibration traceability, as well as in metrological services offered by IPEN to all Brazil is achieved.

As câmaras de ionização tipo lápis são utilizadas para dosimetria de feixes em equipamentos de tomografia computadorizada (CT). Neste estudo foi estabelecida uma nova metodologia de calibração destas câmaras, visando a adequação do Laboratório de Calibração de Instrumentos do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (LCI) aos atuais padrões metrológicos internacionais que tratam dos procedimentos específicos para calibração das câmaras utilizadas em CT. Primeiramente partiu-se da implantação das novas qualidades de radiação padrão RQT, que simulam feixes não atenuados usados para aplicações em CT, de acordo com a IEC 61267 da International Electrotechnical Commission (IEC). Após o estabelecimento dos campos padrões de radiação, foi implantada a metodologia de calibração específica para câmaras lápis segundo o Technical Report Series No. 457, da International Atomic Energy Agency (IAEA), que descreve as particularidades do procedimento a ser seguido pelos Laboratórios de Dosimetria Padrão Secundário (SSDLs) em termos de colimação e posicionamento em relação ao feixe de radiação. Inicialmente, foram realizadas medições de PPV (kV) e determinação das filtrações adicionais de cobre por meio dos valores de camada semi-redutora (CSR) recomendados pela norma IEC 61267, para que as qualidades de radiação de referência: RQT 8, RQT 9 e RQT 10 fossem implantadas. Para os filtros adicionais, foram utilizados alumínio e cobre de alta pureza (maior ou igual a 99,9%). Uma metodologia alternativa para determinar as filtrações adicionais também foi utilizada, através da qual se encontrou diretamente as RQTs em espessuras de filtros de cobre equivalente ao conjunto RQR (Al) + Filtração Adicional (Cu), sendo esta uma opção quando não se têm implantadas as RQRs. Com a implantação desta nova metodologia de calibração das câmaras de ionização tipo lápis, o LCI está pronto para calibrar estes instrumentos de acordo com as recentes recomendações internacionais. Permitindo assim uma melhoria na rastreabilidade das calibrações, como também na qualidade dos serviços metrológicos que o IPEN oferece para todo o País. / Pencil ionization chambers are used for beam dosimetry in computed tomography equipment (CT). In this study, a new calibration methodology was established, in order to make the Calibration Laboratory of Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (LCI) suitable to international metrological standards, dealing with specific procedures for calibration of these chambers used in CT. Firstly, the setup for the new RQT radiation qualities was mounted, in agreement with IEC61267 from the International Electrotechnical Commission (IEC). After the establishment of these radiation qualities, a specific calibration methodology for pencil ionization chambers was set, according to Technical Report Series No. 457, from the International Atomic Energy Agency (IAEA), which describes particularities of the procedure to be followed by the Secondary Standard Dosimetry Laboratories (SSDLs), concerning to collimation and positioning related to the radiation beam. Initially, PPV (kV) measurements and the determination of copper additional filtrations were carried out, measuring the half value layers (HVL) recommended by the IEC 61267 standard, after that the RQT 8, RQT 9 and RQT 10 radiation quality references were established. For additional filters, aluminum and copper of high purity (around 99.9%) were used. RQTs in thickness of copper filters equivalent to the set RQR (Al) + Additional Filtration (Cu) was directly found by an alternative methodology used to determine additional filtrations, which is a good option when RQRs have not the possibility of be setting up. With the establishment of this new methodology for the ionization pencil chambers calibration, the LCI is ready to calibrate these instruments according to the most recent international standards. Therefore, an improvement in calibration traceability, as well as in metrological services offered by IPEN to all Brazil is achieved.

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.