Apresentaremos nesta tese três novos tipos de dosímetros de radiação, projetados para medir radiação X, na faixa de diagnóstico: o dosímetro de radiação fotoacústico pulsado, o dosímetro de radiação piroelétrico e o dosímetro de radiação piroelétrico pulsado. Estudamos também o dosimetro de radiação fotoacústico com o objetivo de compará-lo com os novos dosímetros desenvolvidos. Propomos uma metodologia para calibração de um dosímetro fotoacústico que prescinde da calibração de sua resposta em um campo conhecido de radiação ionizante. Apresentaremos um modelo teórico para explicar os resultados obtidos com o dosímetro de radiação piroelétrico pulsado. Os resultados encontrados mostram que os dosímetros desenvolvidos são do tipo calorimétrico, sendo a resposta deles linear com a taxa de fluência de energia da radiação X. / In this thesis we present three new types of radiation dosimeters, designed to measure X-rays in its diagnostic region: the pulsed photo acoustical radiation dosimeter, the pyroeletric radiation dosimeter and the pulsed pyroelectric radiation dosimeter. We also study the photo acoustical radiation dosimeter with the scope of to compare its characteristics with the characteristics of the new developed dosimeters. We propose a methodology for calibration of a photo acoustical dosimeter which doesn´t require the calibration of its response in a known field of ionizing radiation. We present a theoretical model to explain the results produced by the pulsed pyroelectric radiation dosimeter. The obtained results show that the developed dosimeters are of calorimetric type, being linear its response with the X-ray energy fluency rate.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-31Bitstream added on 2014-06-13T18:08:36Z : No. of bitstreams: 1 pontes_w_me_ilha.pdf: 1981877 bytes, checksum: 1035203a106889688fd34bda8f3d2eed (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / 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. / 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.

Apresentaremos nesta tese três novos tipos de dosímetros de radiação, projetados para medir radiação X, na faixa de diagnóstico: o dosímetro de radiação fotoacústico pulsado, o dosímetro de radiação piroelétrico e o dosímetro de radiação piroelétrico pulsado. Estudamos também o dosimetro de radiação fotoacústico com o objetivo de compará-lo com os novos dosímetros desenvolvidos. Propomos uma metodologia para calibração de um dosímetro fotoacústico que prescinde da calibração de sua resposta em um campo conhecido de radiação ionizante. Apresentaremos um modelo teórico para explicar os resultados obtidos com o dosímetro de radiação piroelétrico pulsado. Os resultados encontrados mostram que os dosímetros desenvolvidos são do tipo calorimétrico, sendo a resposta deles linear com a taxa de fluência de energia da radiação X. / In this thesis we present three new types of radiation dosimeters, designed to measure X-rays in its diagnostic region: the pulsed photo acoustical radiation dosimeter, the pyroeletric radiation dosimeter and the pulsed pyroelectric radiation dosimeter. We also study the photo acoustical radiation dosimeter with the scope of to compare its characteristics with the characteristics of the new developed dosimeters. We propose a methodology for calibration of a photo acoustical dosimeter which doesn´t require the calibration of its response in a known field of ionizing radiation. We present a theoretical model to explain the results produced by the pulsed pyroelectric radiation dosimeter. The obtained results show that the developed dosimeters are of calorimetric type, being linear its response with the X-ray energy fluency rate.

Submitted by mariana andreazzi (mariana.andreazzi@gmail.com) on 2018-04-17T11:25:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação M.A.pdf: 1982076 bytes, checksum: ed75a1f8ed32ce6807b4f69ef83cf56b (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-04-18T18:22:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 andreazzi_m_me_ilha.pdf: 4488184 bytes, checksum: 3ae904bc1d08784b0b43e8a989b69419 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-18T18:22:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 andreazzi_m_me_ilha.pdf: 4488184 bytes, checksum: 3ae904bc1d08784b0b43e8a989b69419 (MD5) Previous issue date: 2018-02-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Foi implementado um instrumento com a finalidade de medir a intensidade (taxa de fluência de energia) de fótons na faixa de mamografia (22 a 33 kVp) e a tensão do tubo de um mamógrafo. O instrumento é constituído por uma câmara com sensor piroelétrico de metaniobato de chumbo (PbNb2¬O¬¬6) e seu circuito de condicionamento de sinais. Utilizou-se poliácido lático para confeccionar a câmara piroelétrica em uma impressora 3D. O circuito de condicionamento de sinais é um conversor corrente-tensão de alta sensibilidade. A intensidade da radiação foi determinada a partir da taxa de exposição medida com uma câmara de ionização. Uma simulação do espectro de emissão do molibdênio, na faixa de 22 a 33 kVp, foi realizada com o sensor piroelétrico e o software DTSA-II, e comparada com a o feita com um sensor de Si(Li), comumente empregado. Os resultados obtidos mostram que a resposta do instrumento implementado é linear com a tensão do tubo de raios-X e com a intensidade da radiação, e que o espectro de emissão do molibdênio pode ser determinado com o instrumento piroelétrico. / An instrument to measure the intensity (energy fluence rate) of photons in the mammography range (22 to 33 kVp) and the tube voltage of a mammograph. The instrument consists of a chamber with a pyroelectric sensor of lead methaniobate (PbNb2O6) and its signal conditioning circuit. Polyacid was used to make the pyroelectric chamber in a 3D printer. The signal conditioning circuit is a high sensitivity current-voltage converter. The intensity of the radiation was determined from the exposure rate measured with an ionization chamber. A simulation of the emission spectrum for molybdenum, in the range of 22 to 33 kVp, was performed with the pyroelectric sensor and the DTSA-II software, and compared to that simulated using the commonly used Si (Li) sensor. The results show that the response of the implemented instrument is linear with the X-ray tube voltage and the intensity of the radiation, and that the emission spectrum of molybdenum can be determined with a pyroelectric instrument.

Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Resumo: Foi implementado um instrumento com a finalidade de medir a intensidade (taxa de fluência de energia) de fótons na faixa de mamografia (22 a 33 kVp) e a tensão do tubo de um mamógrafo. O instrumento é constituído por uma câmara com sensor piroelétrico de metaniobato de chumbo (PbNb2¬O¬¬6) e seu circuito de condicionamento de sinais. Utilizou-se poliácido lático para confeccionar a câmara piroelétrica em uma impressora 3D. O circuito de condicionamento de sinais é um conversor corrente-tensão de alta sensibilidade. A intensidade da radiação foi determinada a partir da taxa de exposição medida com uma câmara de ionização. Uma simulação do espectro de emissão do molibdênio, na faixa de 22 a 33 kVp, foi realizada com o sensor piroelétrico e o software DTSA-II, e comparada com a o feita com um sensor de Si(Li), comumente empregado. Os resultados obtidos mostram que a resposta do instrumento implementado é linear com a tensão do tubo de raios-X e com a intensidade da radiação, e que o espectro de emissão do molibdênio pode ser determinado com o instrumento piroelétrico. / Abstract: An instrument to measure the intensity (energy fluence rate) of photons in the mammography range (22 to 33 kVp) and the tube voltage of a mammograph. The instrument consists of a chamber with a pyroelectric sensor of lead methaniobate (PbNb2O6) and its signal conditioning circuit. Polyacid was used to make the pyroelectric chamber in a 3D printer. The signal conditioning circuit is a high sensitivity current-voltage converter. The intensity of the radiation was determined from the exposure rate measured with an ionization chamber. A simulation of the emission spectrum for molybdenum, in the range of 22 to 33 kVp, was performed with the pyroelectric sensor and the DTSA-II software, and compared to that simulated using the commonly used Si (Li) sensor. The results show that the response of the implemented instrument is linear with the X-ray tube voltage and the intensity of the radiation, and that the emission spectrum of molybdenum can be determined with a pyroelectric instrument. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-25Bitstream added on 2014-06-13T19:22:12Z : No. of bitstreams: 1 pontes_w_dr_ilha.pdf: 799811 bytes, checksum: 398dc35d3e3ae3ef3dfe294f8ba6793c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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 / 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