Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Banca: Walter Katsumi Sakamoto / Banca: Adelaide de Almeida / Resumo: Neste trabalho descreve-se um sistema detector piroelétrico de intensidade (taxa de fluência de energia) de raios X, para a faixa de ortovoltagem (80 a 300 kVp), constituído essencialmente por uma câmara piroelétrica, um circuito microcontrolado e um display de cristal líquido. A radiação foi produzida por um equipamento de ortovoltagem Siemens Stabilipan II. A câmara possui no seu interior um sensor piroelétrico e um conversor correntetensão de alta sensibilidade, que tem como principal componente um amplificador operacional OPA111 (Burr-Brown). Utilizou-se um osciloscópio digital e um circuito microcontrolado associado ao display para a medição da amplitude dos pulsos de sinal elétrico decorrentes dos pulsos de raios X incidentes no sensor. A resposta do sistema detector piroelétrico foi linear com a intensidade da radiação, em uma faixa de sua resposta, com alguns dos materiais utilizados. O sensor PZT Fe (zirconato titanato de chumbo com ferro) apresentou a melhor sensibilidade para uma grande faixa de tensão sendo assim o mais adequado para utilização em medições de intensidade de radiação X. Dos resultados obtidos, a precisão, resolução e sensibilidade do sistema detector, com os diferentes sensores piroelétricos, associados ao seu baixo custo, construção relativamente simples e facilidade de realização das medições, podem torná-lo muito útil no monitoramento de radiação produzida por equipamentos de ortovoltagem. / Abstract: In this work a pyroeletric detector system is described for measuring the energy fluence rate (intensity) of x-ray pulses in the ortovoltage range (from 80 to 300 kVp), consisting of a pyroeletric chamber, a microcontrolled circuit, and a liquid crystal display (LCD). The radiation was produced by an ortovoltage equipment Siemens Stabilipan II. The pyroeletric chamber consists essentially of a pyroeletric detector and a current-to-voltage converter that has an operational amplifier OPA 111 (Burr-Brown) as the main component. The electrical pulses produced by the radiation was measured with an oscilloscope and a microcontrolled circuit associated to a LCD. The pyroelectric detector response to a radiation pulse showed linear relationship between the peak electric signal produced by the detector and the intensity of the x-ray pulses in some materials used. The PZT fe showed the most sensibility for a bigger voltage range being thus the most adjusted for measuring the intensity of radiation X. The precision, resolution, and sensibilities of the pyroelectric detector system, with the different pyroeletric sensors, associated with his low cost, relatively simple construction, and easiness for using the device, can turn it very useful for measuring the intensity of radiation produced by ortovoltage equipments. / Mestre

Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Banca: Cláudio Kitano / Banca: Walter Katsumi Sakamoto / Banca: Tony Inácio da Silva / Banca: Giuliano Pierre Estevam / Resumo: Sensores piroelétricos podem ser utilizados para medir a taxa de fluência de energia (intensidade) da radiação X na faixa de diagnóstico médico e de ortovoltagem. Neste trabalho, foi implementado um sistema eletrônico que pode medir taxa de fluência de energia de radiação gama de 1,25 MeV e fótons X de 6 MV e 15 MV. O sistema é constituído por um sensor piroelétrico, um conversor corrente-tensão de alta sensibilidade e um instrumento para registrar a forma de onda e medir o pulso do sinal produzido pelo sensor. Este instrumento pode ser um osciloscópio, um circuito microcontrolado associado a um display de cristal líquido, ou um módulo de aquisição de dados e um laptop. O sensor piroelétrico e o conversor corrente-tensão foram alojados em uma câmara piroelétrica blindada. Seis tipos de sensores piroelétricos foram avaliados, sendo três cerâmicas e três compósitos. Os resultados obtidos com o sistema eletrônico, utilizando os diferentes tipos de sensores, possibilitaram caracterizá-lo em termos de precisão, resolução e sensibilidade. O sistema apresentou resposta linear com a taxa de fluência de energia da radiação, precisão melhor que 3 % e resolução de 5,56 nW/m2. As constantes piezoelétricas d33 dos sensores utilizados não sofreram alteração após os mesmos terem sido irradiados com 45 Gy de radiação na faixa de radioterapia. Estas características, associadas à importância de se medir a taxa de fluência de energia de radiação ionizante, podem tornar o instrumento piroelétrico muito útil no monitoramento de radiação produzida por equipamentos de radioterapia / Abstract: Pyroelectric sensors have been be used to measure the energy fluence rate (intensity) of x-radiation in the range of medical diagnosis and orthovoltage. In this work, we implemented an electronic system that can measure the energy fluence rate of 1.25 MeV gamma radiation, 6 MV and 15 MV X-photons. The system consists of a pyroelectric sensor, a high sensitivity current-to-voltage converter and an instrument for measuring and recording the waveform of pulses produced by the pyroelectric sensor. This instrument may be an oscilloscope, a microcontrolled circuit associated with a liquid crystal display, or a data acquisition module connected to a laptop. The pyroelectric sensor and the current-tovoltage converter were placed in an shielded pyroelectric camera. Six types of pyroelectric sensors were evaluated, three ceramics and three composites. The results obtained with the electronic system, using different types of sensors, allowed us to characterize it in terms of precision, resolution and sensitivity. The system has linear response to the energy fluence rate of radiation, precision better than 3 % and resolution of 5,6 nW/m2. The piezoelectric constant d33 of the sensors used have not changed after these have been irradiated with 45 Gy of radiotherapy radiation. These characteristics, associated with the importance of measuring the ionizing radiation energy fluence rate may make the pyroelectric instrument very useful in monitoring radiation produced by radiotherapy equipments / Doutor