Metal halide perovskites (MHPs) have attracted the attention of researchers particularly in the photo-absorption field. These materials rival traditional semiconductors with their cost-effective ease of synthesis, tunable bandgaps, and excellent photophysical properties. Single-junction MHP solar cells have rivaled current silicon-based photovoltaic devices, boasting a 25.2% light absorption conversion. Recently, MHPs have proven to be effective in x-ray detection. In this paper an investigation of three titanium-based MHPs was conducted. The goal of this research was to characterize the MHPs and determine if they are feasible materials to incorporate in x-ray detectors. After completing the research, two MHP species, FA2TiI6 and MA3TiCl7, were able to be synthesized and characterized. Their crystal systems were determined to be tetragonal with a P4/mmm space group. However, due to equipment limitations, their feasibility in x-ray detectors could not be determined.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(エネルギー科学) / 甲第24010号 / エネ博第446号 / 新制||エネ||84(附属図書館) / 京都大学大学院エネルギー科学研究科エネルギー応用科学専攻 / (主査)教授 平藤 哲司, 教授 土井 俊哉, 教授 藤本 仁 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Energy Science / Kyoto University / DFAM

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Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 19119.pdf: 508301 bytes, checksum: 3422d21714bb4a632dc695da92788ff5 (MD5) / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 19119.pdf: 508301 bytes, checksum: 3422d21714bb4a632dc695da92788ff5 (MD5) / A norma da ABNT ISO/IEC 17025/2005 especifica requerimentos gerais para competência de laboratórios de ensaio e calibração. Um destes requerimentos é que instalações desses tipos devem sempre ter seus processos otimizados e para tal é necessário que as incertezas envolvidas sejam estimadas e reduzidas o máximo possível. Para atingir tal quesito, o Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI), o laboratório responsável por calibrações de dosímetros no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN), tem adquirido vários equipamentos para suas instalações, e em especial para o Laboratório de Calibração de medidores de radiação X. Dentre estes aparelhos, destaca-se uma roda de posicionamento de filtros com acionamento automático e o uso de softwares de controle com o intuito de melhorar o processo de calibração reduzindo a ocorrência de erros limitando ao máximo, por exemplo, a necessidade de intervenção humana. Um sistema de controle e aquisição de dados para calibração de instrumentos semi-automatizado foi desenvolvido com LabVIEW e está sendo submetido a sucessivos testes e melhorias. O programa é dividido em dois módulos: um responsável pela calibração da câmara monitora com relação a um dosímetro padrão de referência e outro responsável por calibrações rotineiras utilizando a câmara monitora como padrão de referência. Grandezas que influenciam as medições também foram analisadas e as devidas correções foram implementadas no sistema. Além de adquirir dados e controlar equipamentos, o programa também calcula coeficientes de calibração com respectivas incertezas. Uma análise final mostrou que o sistema de fato otimizou o processo de calibração, ajudando na redução da dose ocupacional e incertezas, diminuindo o tempo médio de calibração e previnindo erros de origem humana. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

De acordo com os princípios da proteção radiológica, as práticas que envolvem radiações ionizantes devem ser planejadas e executadas de modo que os valores de doses individuais, o número de pessoas expostas e a probabilidade de exposições acidentais sejam tão baixos quanto razoavelmente exequíveis. Para tanto, faz-se necessário que na execução da dosimetria das radiações sejam utilizados medidores confiáveis de grandezas dosimétricas. Esta confiabilidade depende não só da calibração do medidor, mas também do seu desempenho em determinadas condições de teste. A International Standardization Organization (ISO), com o objetivo de promover a padronização e a coerência metrológica internacional, estabeleceu conjuntos de feixes de raios X de referência para calibração e testes de dosímetros, cuja implantação nos laboratórios de metrologia deve atender a requisitos técnicos específicos. Em baixas energias existem especificidades que precisam ser consideradas tanto na implantação dos feixes de referência quanto na sua utilização em calibração e testes. O presente trabalho faz uma análise dos procedimentos e critérios de implantação das radiações de referência ISO 4037, em baixas energias. Foram realizados experimentos que permitiram cálculos de parâmetros de caracterização dos feixes de referência do Laboratório de Calibração de Dosímetros do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (LCD/CDTN). Alternativas às metodologias usuais de determinação da camada semirredutora foram estudadas. Espectros de feixes de referência foram simulados por meio de softwares e comparados com espectros medidos experimentalmente. Condições climáticas distintas foram reproduzidas em laboratório para análise dos seus efeitos sobre os parâmetros dos feixes. Incertezas em relação às medidas de parâmetros de implantação foram avaliadas. Os feixes de baixa energia, de acordo com os critérios da norma ISO 4037, foram considerados implantados, permitindo a revisão dos valores dos coeficientes de conversão de kerma no ar para grandezas operacionais de proteção radiológica. / According to the radiological protection principles, practices involving ionizing radiation must be planned and carried out under the guarantee that the values of individual doses, the number of people exposed to radiation and the probability of accidental exposures are as low as reasonably achievable. Therefore, radiation dosimetry is required to be done with reliable instruments designed for measuring dosimetric quantities. The reliability of the dosimetry depends on both the calibration of the dosimeter and its proper performance under certain test conditions. The International Standardization Organization (ISO), in order to promote international standardization and metrological coherency, established sets of reference X-ray beams for dosimeter calibration and typing-test; they are expected to be implemented in metrology laboratories in compliance with specific technical requirements. At low energies there are specific requirements that need to be considered in both the implementation of the reference beams and their use in calibration and testing. The present study is an analysis of the procedures and criteria for ISO 4037 reference radiation implementation, at low energies. In the Dosimeter Calibration Laboratory of the Development Center of Nuclear Technology (LCD / CDTN), experiments were performed for determining the X-ray reference radiation parameters. Alternatives to the usual methods for half-value layer determination were studied. Spectra of reference beams were simulated with software and compared with experimental measurements. Different climatic conditions were reproduced in the Laboratory for analysis of its influence on the determination of the beam parameters. Uncertainties in the measurements of studied parameters were evaluated. According to the ISO 4037 criteria, the low energy X-ray beams were considered to be implemented; they allowed the determination of the conversion coefficients from air kerma to the operational radiation protection quantities.

Gamma-ray spectroscopy is undoubtedly the most effective tool for understanding the structure of the nucleus. In common with many other problems however, there is more information available that can be readily measured by standard experimental facilities. Therefore, this thesis investigates the potential for the use of a new detector material, CdZnTe, in nuclear physics applications. To evaluate the requirements of detection systems for nuclear physics applications, a y-ray spectroscopy experiment was performed to investigate neutron alignments in 100Mo, 104Ru and 108Pd using deep-inelastic reactions. This showed that a detector capable of detecting low energy (< 100 keV) X- rays without compromising y-ray detection efficiency could have significant benefit. A room temperature CdZnTe semiconductor detector could reasonably form part of a standard escape suppressed spectrometer. However, there is a substantially higher leakage current associated with room temperature semiconductor devices than standard cryogenically cooled semiconductor detectors. CdZnTe suffers from significant charge trapping, and therefore the rise time of the radiation induced pulses forms an important part of the signal analysis from such detectors. These two problems have implications on the design of preamplifier systems for CdZnTe detectors. For this reason, this thesis describes the design of optimised electronic systems for use with room-temperature operated CdZnTe detectors. Here, the focus is on the preamplifier design, and on practical ways of analysing noise performance of the preamplifier. A new preamplifier configuration with digital output has been developed, and a detailed signal-to-noise analysis performed. Such a circuit facilitates simultaneous measurement of both energy and pulse shape information.

Une nouvelle technique qui localise et identifie les éléments fluorescents dans un échantillon a été développé. Cette modalité d'imagerie pratique utilise une source de rayons X poly-chromatique pour irradier l'échantillon et favoriser l'émission de fluorescence. De nombreux facteurs qui affectent l'ensemble du système comme l'atténuation, l'auto-absorption de l'échantillon, la probabilité de fluorescence et la diffusion Compton ont été pris en compte. Ensuite, un système de détection efficace a été établi pour acquérir les données de fluorescence optimales et discriminer entre les éléments en fonction de leur fluorescence caractéristiques. Ce dispositif, couplé avec une technique de reconstruction d'image approprié conduit à une image détaillée à deux dimensions. Par rapport aux techniques classiques de reconstruction d'image, la méthode de reconstruction développée est une technique statistique qui a une convergence appropriée vers une image avec une résolution acceptable. En outre, c'est une technique simplifiée qui permet l'imagerie de nombreuses applications différentes. / A new technique that localizes and identifies fluorescing elements in a sample wasdeveloped. This practical imaging modality employs a polychromatic X-ray source toirradiate the sample and prompts the fluorescence emission. Many factors affecting thewhole system like attenuation, sample self-absorption, probability of fluorescence andCompton scattering were taken into account. Then, an effective detection system wasestablished to acquire the optimum fluorescence data and discriminate betweenelements depending on their characteristic fluorescence. This set-up, coupled with anappropriate image reconstruction technique leads to a detailed two-dimensional image.Compared to the conventional image reconstruction techniques, the developedreconstruction method is a statistical technique and has an appropriate convergencetoward an image with acceptable resolution. Moreover, it is a simplified technique thatallows the imaging of many different applications.

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Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2016-08-26T10:42:03Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-08-26T10:42:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Para avaliar os níveis de exposição e a dose absorvida em pacientes submetidos a exames de tomografia computadorizada, TC, é necessário calcular os índices de dose em medições com um simulador de PMMA, ou cheio de água. O simulador deve ser capaz de reproduzir as características de absorção e espalhamento do corpo ou parte do corpo humano em um campo de radiação. As grandezas específicas em TC: índice de kerma livre no ar (Ca,100), índice de kerma no ar ponderado (CW), índice de kerma no volume total (Cvol) e produto kerma no ar-comprimento (PKL) devem ser determinadas e comparadas com os níveis de referência já existentes na literatura. Neste trabalho foi desenvolvido um simulador pediátrico craniano, já que no Brasil os níveis de referência para diagnósticos (NRDs) disponíveis foram determinados baseados em um simulador padrão adulto. O simulador desenvolvido inovou em sua construção apresentando materiais que simulam a calota craniana em osso cortical (alumínio) e osso esponjoso (PVC). O seu interior foi preenchido com água destilada. As dimensões foram escolhidas de acordo com as recomendações da Organização Mundial da Saúde e do International Commission on Radiation Units, para o tamanho da cabeça de uma criança de 0 a 5 anos: 160 mm de diâmetro e 155 mm de altura. A calota craniana tem uma espessura de 4 mm e diâmetro interno de 111,9 mm. Para avaliar seu comportamento foram realizados testes em laboratórios e em feixes clínicos. Os resultados apresentaram uma atenuação de até 23% na utilização dos materiais que simulam a calota craniana evidenciando que os valores adotados para os cálculos de NRD podem estar superestimando a dose recebida por pacientes pediátricos. Percebe-se que a dose recebida em exames de crânio apresenta uma distribuição diferente por ser parcialmente atenuada e/ou retroespalhada pela calota craniana, o que não é considerado ao se utilizar o simulador constituído apenas de PMMA. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP