O desenvolvimento tecnológico tem aumentado o uso das fontes de radiação, fazendo com que sejam estudados novos métodos, técnicas e materiais para quantificá-la. A dosimetria termoluminescente é uma das técnicas mais versáteis para a avaliação quantitativa de doses de radiações ionizantes, com destaque para aplicações em medicina, indústria, arqueologia e proteção radiológica. O sulfato de cálcio dopado com disprósio (CaSO4:Dy), ou TLD-900, é a única pastilha termoluminescente produzida comercialmente para fins dosimétricos no Brasil, porém ainda com alto custo. O estudo de diferentes dopantes em pastilhas com base de CaSO4 pode conferir características dosimétricas adequadas para diferentes usos e aplicações. O objetivo desse trabalho foi a produção e o estudo de caraterísticas dosimétricas de pastilhas termoluminescentes a base de CaSO4 dopadas com disprósio, túlio, térbio e európio e suas combinações. Foram estudadas as curvas de emissão termoluminescente das pastilhas produzidas em comparação com pastilhas comerciais de TLD-900. Além disso, testes dosimétricos de resposta em função da dose, sensibilidade, dependência energética, reprodutibilidade, homogeneidade de grupo e desvanecimento de resposta foram estudados para feixes de fótons na faixa de 30 a 120 keV e 137Cs. Todas as pastilhas produzidas apresentaram dependência energética, sendo esta maior para o feixe ISO N40 (até 14 vezes maior). Dentre os materiais produzidos, as pastilhas de CaSO4:Tm foram as que produziram maiores intensidades de sinal para uma mesma dose de radiação, apresentando os melhores resultados de sensibilidade (154,8 nC/mGy para 137Cs), homogeneidade (36,4%) e reprodutibilidade (7,2%). A facilidade do método de produção utilizado e as respostas obtidas em baixas doses fazem dos dosímetros de CaSO4:Tm produzidos excelentes alternativas às pastilhas comerciais para o uso em aplicações diversas e em Radioproteção / Technological development has increased the use of radiation sources, leading to the study of new methods, techniques and materials to quantify these sources. Thermoluminescent dosimetry is one of the most versatile techniques for quantitative evaluation of ionizing radiation dose, with emphasis for medical and industrial applications, archeology and radiation protection. Calcium sulfate doped with dysprosium (CaSO4:Dy), or TLD-900, is the only thermoluminescent pellets commercially produced for dosimetric purposes in Brazil, however it is still expensive. The study of different dopants in CaSO4 based pellets can grant dosimetric characteristics suitable for different uses and applications. The goal of the present work was the production and study of the dosimetric characteristics of CaSO4 based thermoluminescent pellets doped with dysprosium, thulium, terbium and europium, and their combinations. The thermoluminescent emission curve of the produced pellets was studied and compared with commercial TLD-900. Furthermore, dosimetric tests of dose-response, sensitivity, energetic dependence, reproducibility, group homogeneity and fading were performed for photon beams ranging from 30 to 120 keV and for 137Cs. All of the produced pellets presented energetic dependence, the highest being for N40 ISO beam (up to 14 times higher). Among the produced materials, CaSO4:Tm pellets produced the higher signal intensity for a same radiation dose, presenting the best results of sensitivity (154,8 nC/mGy for 137Cs), homogeneity (36,4%) and reproducibility (7,2%). The easiness of the production method used and the response obtained in low doses make the produced CaSO4:Tm dosimeter an excellent alternative to commercial pellets for many applications and radiation protection

O propósito de um objeto simulador é representar a alteração do campo de radiação provocada pela absorção e espalhamento em um dado tecido ou órgão de interesse. Suas características geométricas e de composição devem estar próximos o máximo possível aos valores associados ao seu análogo natural. Estruturas anatômicas podem ser transformadas em objetos virtuais 3D por técnicas de imageamento médico (p. ex. Tomografia Computadorizada) e impressas por prototipagem rápida utilizando materiais como, por exemplo, o ácido poliláctico. Sua produção para pacientes específicos requer o preenchimento de requisitos como a acurácia geométrica com a anatomia do individuo e a equivalência ao tecido, de modo que se possa realizar medidas utilizáveis, e ser insensível aos efeitos da radiação. O objetivo desse trabalho foi avaliar o comportamento de materiais impressos 3D quando expostos a feixes de fótons diversos, com ênfase para a qualidade de radiotherapia (6 MV), visando a sua aplicação na dosimetria clínica. Para isso foram usados 30 dosímetros termoluminescentes de LiF:Mg,Ti. Foi analisada também a equivalência entre o PMMA e o PLA impresso para a resposta termoluminescente de 30 dosímetros de CaSO4:Dy. As irradiações com feixes de fótons com qualidade de radioterapia foram simuladas com o uso do sistema de planejamento Eclipse™, com o Anisotropic Analytical Algorithm e o Acuros&reg XB Advanced Dose Calculation algorithm. Além do uso do Eclipse™ e dos testes dosimétricos, foram realizadas simulações computacionais utilizando o código MCNP5. As simulações com o código MCNP5 foram realizadas para calcular o coeficiente de atenuação de placas impressas expostas a diversas qualidades de raios X de radiodiagnóstico e para desenvolver um modelo computacional de placas impressas 3D. / The purpose of a phantom is to represent the change in the radiation field caused by absorption and scattering in a given tissue or organ of interest. Its geometrical characteristics and composition should be as close as possible to the values associated with its natural analogue. Anatomical structures can be transformed into 3D virtual objects by medical imaging techniques (e.g. Computed Tomography) and printed by rapid prototyping using materials, for example, polylactic acid. Its production for specific pacients requires fulfilling requirements such as geometric accuracy with the individual\'s anatomy and tissue equivalence, so that usable measurements can be made, and be insensitive to the radiation effects. The objective of this work was to evaluate the behavior of 3D printed materials when exposed to different photon beams, with emphasis on the quality of radiotherapy (6 MV), aiming its application in clinical dosimetry. For this, 30 thermoluminescent dosimeters of LiF:Mg,Ti were used. The equivalence between the PMMA and the printed PLA for the thermoluminescent response of 30 dosimeters of CaSO4: Dy was also analyzed. The irradiations with radiotherapy photon beams were simulated using the Eclipse™ treatment planning system,with the Anisotropic Analytical Algorithm and the Acuros&reg XB Advanced Dose Calculation algorithm. In addition to the use of Eclipse™ and dosimetric tests, computational simulations were realized using the MCNP5 code. Simulations with the MCNP5 code were performed to calculate the attenuation coefficient of printed plates exposed to different radiodiagnosis X-rays qualities and to develop a computational model of 3D printed plates.

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. / The Brazilian standard ABNT ISO/IEC 17025/2005 specifies general requirements for the competence of testing and calibration facilities. One of these requirements states that these facilities must always optimize their processes and thus, uncertainties must be estimated and lowered as much as possible. In order to achieve such goal, the Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI), a laboratory responsible for dosimeter calibration at the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN) have acquired some equipment for the LCIs X-Ray calibration system, such as a rotating filter holder, and it has also been developing software in order to provide the best calibration results with lowest external interferences (from the operator, for instance) to diminish the possibilities of error occurrences. A semi-automated LabVIEW-based calibration software has been developed at LCI and it has been subjected to constant testing and improvements so far. The software is divided in two basic modules: one is responsible for calibration of the monitor chamber with a reference standard dosimeter, while the other is used to perform instruments calibrations using the monitor chamber as reference. Several influence quantities have been analyzed and the proper corrections have been added to the software as multiplicative correction factors. The software is not only able to acquire data from all the equipment used in the laboratory, but also it is able to calculate calibration factors and its uncertainties. A later analysis shows how this system has optimized the whole calibration process, lowering the occupational dose, reducing the mean time of calibration, uncertainties and preventing errors caused by the systems users.

Este trabalho tem por objetivo investigar o comportamento da terapia fotodinâmica (PDT) em leveduras patogênicas. Tem sido proposto que a PDT pode inativar células microbianas e, um grande número de fotossensibilizadores e fontes de irradiação são reportados em diferentes parâmetros. Para melhor entendimento dos processos fotodinâmicos, a taxa de fluência, fluência e tempo de irradiação foram estudadas, bem como fluências iguais em parâmetros diferentes foram comparadas entre si. O papel da concentração de azul de metileno e do transporte desta droga pela membrana fúngica foram investigados. Diferentes cepas de Cryptococcus neoformans foram comparadas frente à ação fotodinâmica com fotossensibilizadores distintos. Após esta etapa, atividades metabólicas de processo de morte microbiana e produção de melanina foram avaliadas quanto a sua interferência na inativação fúngica. Por fim, um modelo de criptococose foi desenvolvido para avaliação in vivo da ação fotodinâmica. Foi observado que parâmetros de irradiação influenciam substancialmente os resultados da PDT em leveduras e que, fluências iguais em diferentes tempos de irradiação podem apresentar resultados diferentes. Em conclusão, a fluência não deve ser utilizada como parâmetro único para comparação dos resultados de fotoinativação de leveduras. Além disso, o transporte de azul de metileno pela membrana fúngica pode influenciar os efeitos da PDT. A ação fotodinâmica depende do sítio de ligação do fotossensibilizador na célula e não somente da quantidade de moléculas no interior do microrganismo. É importante ressaltar que características intrínsecas de cada cepa podem influenciar diretamente os efeitos da PDT. As células morrem geralmente por processo não lítico, e quando utilizada in vivo, a PDT mostrou-se capaz de reduzir a recuperação de células viáveis. / This study aimed to investigate the photodynamic therapy (PDT) behavior on pathogenic yeasts. It has been proposed in literature that PDT is able to inactivate microbial cells, and a number of photosensitizer (FS) agents and irradiation sources were reported with different parameters. The role of fluence rate, as well as fluence and irradiation time was studied to achieve a deep understanding of this subject and to compare equivalent fluences under dissimilar irradiation parameters. Methylene blue concentration and its transport through yeast membrane were also focused. Cryptococcus neoformans strains that present particular metabolic characteristics were used to investigate photosensitizers and their ability to inactivate yeast. Furthermore, the role of PDT in microbial death process and inhibition of killing effects by melanin production were analyzed. Thereafter, an in vivo model of cryptococcosis was developed to evaluate photodynamic effect. The main point of our results was that light parameters play an important role on yeast inactivation and the same fluence under different irradiation parameters present dissimilar quantity of cell death. In conclusion, fluence per se should not be used as the only parameter to compare photoinactivation effects on yeast cells. In addition, MB transport thought yeast membrane can change PDT effects, as well as the photosensitizer preferential bind site inside the cell. The quantity of PS uptake, under specific conditions, does not seem to present a direct relation with cell inactivation. In addition, microbial strain characteristics can directly interfere on PDT results and cells appear to be killed by an apoptotic-like effect. Finally, PDT can kill C. neoformans in vivo and reduces its recover from infected site.

Este trabalho consiste no estudo e nas aplicações da dosimetria por Ressonância Paramagnética Eletrônico (RPE). Em uma tentativa de realizar a dosimetria retrospectiva do esmalte dentário através do menor método invasivo possível utilizamos espectrômetros de Ressonância Paramagnética Eletrônico (RPE), operando em Banda - X e Banda - K, visando determinar as condições que poderiam ser usados em casos de exposições acidentais. Primeiro, um pequeno prisma de esmalte foi removido e um almofariz de ágata foi utilizado para triturar este prisma até que as partículas atinjam um diâmetro de cerca de 0,5 mm. Este processo de extração do esmalte resultou em um menor sinal de artefato comparado com a extração de esmalte realizado diretamente com uma broca de abrasão diamantada. A moagem manual do esmalte não leva a qualquer sinal induzido de RPE, enquanto que o uso de uma broca diamantada mesmo em baixa velocidade aparecem rebarbas produzindo um sinal de artefato equivalente ao sinal dosimétrico induzido por uma dose de 500 mGy de radiação gama. Uma massa de 25 mg de esmalte foi removida de um dente molar previamente irradiado in vitro com uma dose de 100 mGy. Esta quantidade de esmalte foi suficiente para detectar o sinal dosimétrico em um espectrômetro de Banda - X padrão. Utilizando a Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) espectros de goma arábica irradiados com doses entre 0,5 e 5 kGy foram estudados. A relação linear entre a dose absorvida e as intensidades dos espectros de RPE foi observada. Espectros de RPE irradiados de goma arábica apresentaram um decaimento das concentrações relativas dos radicais livres originados pela radiação produzindo pelo menos duas espécies de radicais livres com meia-vida de 3,3 e 125,4 horas. Os resultados das simulações encontradas para estes grupos radicais foram giso = 2,0046; A = 1,2 mT e gx = gy = 2,0062, gz = 2,0025. / In an attempt to make in vitro electron spin resonance (ESR) retrospective dosimetry of the tooth enamel a lesser invasive method, experiments using X-Band and K-Band were performed, aiming to determine conditions that could be used in cases of accidental exposures. First, a small prism from the enamel was removed and ground with an agate mortar and pestle until particles reach a diameter of approximately less than 0.5 mm. This enamel extraction process resulted in lower signal artifact compared with the direct enamel extraction performed with a diamond burr abrasion. The manual grinding of the enamel does not lead to any induced ESR signal artifact, whereas the use of a diamond burr at low speed produces a signal artifact equivalent to the dosimetric signal induced by a dose of 500 mGy of gamma irradiation. A mass of 25 mg of enamel was removed from a sound molar tooth previously irradiated in vitro with a dose of 100 mGy. This amount of enamel was enough to detect the dosimetric signal in a standard X-Band spectrometer. Electron spin resonance (ESR) spectra of irradiated gum Arabic with doses between 0.5 to 5kGy were studied. A linear relationship between the absorbed dose and the intensities of the ESR spectra was observed. ESR spectra of irradiated gum Arabic showed a decay of relative concentrations of free radicals originated by radiation and the production of at least two species of free radicals with half-times: 3.3 and 125.4 hours. The results of spectral simulations for these radical groups were giso= 2.0046; A= 1.2mT and gx= gy= 2.0062, gz= 2.0025.

Neste trabalho, cujo objetivo foi fornecer subsídios que permitam estabelecer um sistema de dosimetria para as tripulações de aeronaves que operam no território nacional, foi desenvolvida uma técnica para realizar medições do equivalente de dose ambiente em aeronaves. Foi testado um detector ativo, para uso embarcado em aeronaves, avaliando-se sua adequação a este tipo específico de medição, assim como sua suscetibilidade às interferências magnética e eletromagnética. O equipamento foi calibrado em campos metrologicamente rastreados e foi verificado em um campo especial do laboratório europeu CERN, que reproduz com grande proximidade o espectro de partículas existentes em altitudes de voo de aeronaves, sendo a seguir testado em diversos ensaios em voo, em uma aeronave da Força Aérea Brasileira. Os resultados foram avaliados e comparados com aqueles obtidos por diversos programas computacionais de estimativa de dose oriunda de radiação cósmica, com respeito à sua adequação para uso na região da América do Sul e foi selecionado o programa CARI-6 para avaliar as doses efetivas médias estimadas a que estão sujeitas as tripulações que operam nesta região. Foi efetuada uma avaliação estatística da distribuição de doses efetivas das tripulações dos voos que operam na região da América do Sul e Caribe e concluiu-se que grande parte destas tripulações estão sujeitas a doses efetivas anuais que ultrapassam o limite estabelecido para membros do público. Adicionalmente, foi proposto um dosímetro passivo preliminar, baseado em detectores termoluminescentes, e foram ainda estabelecidas colaborações internacionais com grupos de pesquisa do Reino Unido e da Itália, para a realização de medições conjuntas do equivalente de dose ambiente em aeronaves. / The objective of this work is the establishment of a dosimetric system for the aircrew in the domestic territory. A technique to perform measurements of ambient dose equivalent in aircrafts was developed. An active detector was evaluated for onboard aircraft use, testing its adequacy to this specific type of measurement as well as its susceptibility to the magnetic and electromagnetic interferences. The equipment was calibrated in standard radiation beams and in a special field of the European Laboratory CERN, that reproduces with great proximity the real spectrum in aircraft flight altitudes; it was also tested in several flights, in an Brazilian Air Force\'s aircraft. The results were evaluated and compared with those obtained from several computational programs for cosmic radiation estimatives, with respect to its adequacy for use in the South American region. The program CARI-6 was selected to evaluate the estimated averaged effective doses for the aircrew who operate in this region. A statistical distribution of aircrew effective doses in South America and Caribe was made, and the results show that a great part of this aircrew members are subjected to annual effective doses that exceed the dose limits for the members of the public. Additionally, a preliminary passive dosemeter, based in thermoluminescent detectors, was proposed; international collaborations with United Kingdom and Italy were established for joint measurements of the ambient equivalent doses in aircrafts.

A Terapia por Captura de Nêutrons, NCT (Neutron Capture Therapy) é uma técnica radioterápica em que a energia útil do tratamento vem da energia liberada em uma reação nuclear e não do feixe primário, como comumente utilizado em outros procedimentos radioterápicos. O Boro, por constituir-se em um elemento de baixa toxicidade e por apresentar um isótopo (10B) com alta seção de choque para a reação 10B(n,α)7Li tem sido o elemento mais utilizado nas pesquisas que visam o aprimoramento e a promoção desta técnica, derivando daí o termo BNCT (Boron Neutron Capture Therapy). Para fins de pesquisa em BNCT foi construída ao longo de um dos extratores de feixes (BH - Beam Hole) do reator IEA-R1 uma instalação, onde filtros e moderadores são posicionados entre o núcleo do reator e a posição de irradiação com o objetivo de modular o feixe de irradiação, otimizando a componente útil do feixe, os nêutrons térmicos, e reduzindo os contaminantes, raios gama e nêutrons em outras faixas energéticas. Tem-se realizado estudos visando a implementação de melhorias na caracterização e otimização do feixe obtido nesse arranjo instalado no BH-3. Atualmente a monitoração dos nêutrons é feita através de folhas de ativação, e a componente gama pelo TLD-400. Uma nova metodologia de monitoração tem sido estudada pelo grupo. A referida técnica consiste em usar TLDs de tipos diferentes, ou seja, que possuam sensibilidades distintas aos nêutrons térmicos, em virtude de diferenças na concentração dos isótopos de Lítio. No estudo dessa nova metodologia têm sido usados os TLD-600 e TLD-700. Este trabalho propõe uma metodologia usando o par TLD-100 e TLD-700. Inicialmente foi verificada a reprodutibilidade das respostas dos TLDs 700, 400 e 100 frente a campos gama puro e campos mistos, gama e nêutron. Campos estes obtidos em arranjos usando fontes de 60Co e 241AmBe. A partir de simulações usando o VI MCNP5 foi projetado e construído um Irradiador de campos mistos, que permitiu expor os dosímetros em campos mistos com diferentes espectros energéticos. As condições criadas no irradiador permitiram verificar, como a resposta do TLD é modificada pelas mudanças no espectro energético de um campo misto gama e nêutrons de baixo fluxo. O irradiador de campo misto permitiu condições para estabelecer uma relação entre o formato da curva termoluminescente e a composição do campo misto. A relação estabelecida relaciona o fluxo relativo e a razão entre a resposta das duas regiões de interesse dos TLDs 700 e 100. A partir de campos mistos com condições controladas, esse trabalho permitiu verificar a viabilidade do uso do par de TLD-100 e TLD-700 para monitoração de nêutrons térmicos na instalação de BNCT. / Neutron Capture Therapy (NCT), is a radiotherapy technique in which the useful treatment energy comes from the energy released in a nuclear reaction and not from the primary beam, as commonly used in other radiotherapc procedures. Boron, an element of low toxicity presents an isotope (10B) with high cross-section for the (n, α) reaction and therefore has been the element mostly used in research aimed at the improvement and promotion of this technique, deriving hence the term BNCT (Boron Neutron Capture Therapy). For BNCT research purposes, a facility was built along one of radiation extractors of the IEA-R1 reactor. In this facility filters and moderators are positioned between the reactor core and the irradiation position aiming to modulate the irradiation beam by optimizing the useful component of the beam, thermal neutrons, and reducing its contaminants, gamma rays and neutrons in higher energy bands. We have conducted studies aimed at implementing improvements in the characterization of and optimization of the beam. Currently, neutron flux monitorion is done through activation foils, and the gamma component by TLD-400. A new methodology has been studied by the group. The technique consists in using different types of TLD, having different sensitivities to thermal neutrons due to differences in the concentration of lithium isotopes. In the study of this new methodology TLD 600 and TLD-700 have been used. This work presents a series of studies in order to apply a methodology using the TLD-100 and TLD-700 pair. TLDs 700, 400 and 100 responses pure gamma and mixed irradiation fields, obtained in arrangements using a 60Co and AmBe sources, were evaluaterd. MCNP simulations were run in order to both discriminating the radiation components and designing one mixed fields irradiator, which allowed exposing dosimeters in mixed fields with different energy spectra. The conditions created in the irradiator allowed to verify, as the TLD response is modified by changes in the energy spectrum of a mixed gamma neutron fields. VIII This irradiator provided irradiation conditions so to establish a relationship between the shape of the LiF glow curves and the composition of the mixed field. This work has shown the feasibility of using the TLD-100 and TLD-700 pair for gamma and thermal neutrons monitoration in the BNCT facility.

O desenvolvimento e calibração de um sistema dosimétrico de rotina baseado no fotodiodo comercial e de baixo custo (SFH 206) é apresentado neste trabalho. A sonda dosimétrica foi projetada para operar sem tensão de polarização no modo de corrente direta. As radiações foram realizadas no irradiador Panorâmico de Cobalto-60 no intervalo de taxas de dose de 8,1 Gy/h a 125 Gy/h. As fotocorrentes geradas no diodo, para cada taxa de dose, foram registradas utilizando um eletrômetro digital e foram armazenadas durante todo o tempo de exposição. A resposta em corrente do diodo foi medida em função do tempo de exposição em intervalos de 1 Gy até 200 Gy para doses acumuladas de até 15 kGy. Neste intervalo, a resposta em dose do diodo, em função da carga gerada pela dose, foi linear com coeficiente de correlação melhor que 0,998. Estes resultados foram comparados com os obtidos com filmes Gafchromic frequentemente utilizados em dosimetria de rotina. Para monitorar possíveis danos de radiação gama produzidos no diodo, as sensibilidades em corrente e em carga foram medidas em função da dose absorvida. Para doses até 15 kGy, não foi observado qualquer dano de radiação o que confirma a boa reprodutibilidade de resposta do diodo, melhor do que 3 %. Finalmente, devido aos pequenos erros experimentais ( 5% ) e boa resolução espacial do diodo, foi possível medir a dose de trânsito devida ao movimento da fonte radioativa de Cobalto-60 bem como a distribuição da taxa de dose no Irradiador Panorâmico. / The development and calibration of a routine dosimetry system based on commercial, low cost photodiode (SFH 206) are presented in this work. The dosimeter probe was designed to operate unbiased in the direct current mode. The radiations were performed with Cobalt-60 Panoramic Irradiator facility in the dose-rate range of 8.1 Gy/h - 125 Gy/h. The photocurrents generated in the device, in each dose-rate, were registered with a digital electrometer and stored during the exposure time. The current response of the diode was measured as a function of the time in steps from 1 Gy up to 200 Gy with accumulated dose up to 15 kGy. In this range, the dose-response of the diode, given by the charge as function of dose, was linear with correlation coefficient better than 0.998. These results were compared with those obtained using Gafchromic film dosimetry often used in routine. To monitor possible gamma radiation effects produced on the diode, the current and charge sensitivities were measured as a function of the absorbed dose. For doses up to 15 kGy, it was not observed any radiation damage what confirms the reproducibility of the diode response better than 3 %. Finally, due to the small experimental errors ( 5% ) and good spatial resolution of the diode it was possible to measure the transit dose due to the movement of the Cobalt-60 radioactive source as well the dose-rate mapping in the Panoramic Irradiator.

A braquiterapia de baixas taxas de dose realizada com sementes de 125I tem sido amplamente usada por décadas em variados sítios anatômicos, com bons resultados clínicos. O advento de algoritmos para cálculo de dose baseados em modelos (MBDCAs) permitiu aprimorar oestudo de deposição da dose considerando heterogeneidades como diferentes tecidos, órgãos,aplicadores com composições diferentes da água, proporcionando a análise em geometriascomplexas. As simulações matemáticas realizadas através destes algoritmos possibilitam odesenvolvimento de modelos fisicamente mais acurados que estendem sua aplicabilidade àverificação de sistemas de planejamento em braquiterapia. Neste trabalho foram estudadasconfigurações de objetos simuladores confeccionados para medidas experimentais e simuladosatravés do código MCNP de Monte Carlo a fim de observar as diferenças ocasionadas pelaintrodução de heterogeneidades quando presentes fontes de 125I de baixa taxa de dose. Para estepropósito, distintas as vertentes do tema foram abordadas, entre elas o estudo da influênciaexercida pelos parâmetros de densidade e composição dos materiais tecido equivalentes. Osresultados obtidos demonstraram que, o efeito que a composição de cada um dos materiaisexerce sobre a deposição de dose é mais expressivo que o efeito de sua densidade. Em outroestudo, foi estabelecida uma relação para estimar, de maneira simples, a dose de atenuação detecidos heterogêneos a partir da aferição ou simulação da dose obtida num objeto simuladorconstituído por PMMA, metodologia que pode ser desenvolvida e implementada na rotina clínica.Para complementação das análises dos estudos dosimétricos com a presença deheterogeneidades, foi realizada a validação da geometria simulada da semente de 125I, onde sereproduziu a metodologia de cálculo dosimétrico presente no TG-43 da AAPM. Além disto, foirealizado o estudo teórico da dependência energética dos dosímetros termoluminescentes paraanalisar a variação de sua resposta conforme a energia. A metodologia desenvolvida para oestudo dos efeitos da heterogeneidade na deposição de dose é recomendada na avaliação desistemas de planejamento computadorizados que possuem algoritmos de cálculo de dosebaseados em modelos, quando utilizadas fontes de 125I com baixa taxa de dose, de forma acontribuir na incorporação de novas estimativas de doses com maior acurácia. / The low dose rate brachytherapy performed with 125I seeds has been widely used for decades in various anatomical sites with good clinical results. The advent of model-based dose calculation algorithms (MBDCAs) allowed improving the study of dose deposition considering patients heterogeneities such as tissues and organs with different compositions, patient contouring, and influence of applicators, providing the analysis in complex geometries. The mathematical simulations performed through algorithms enable the development of models physically much more accurate, extending its applicability to verify brachytherapy planning systems. In this work, different configurations of phantoms were confectioned for experimental studies and simulations using the Monte Carlo MCNP code to observe the differences caused by the introduction of heterogeneities for low dose rate brachytherapy using 125I sources. For this purpose, different aspects of the theme were discussed, among them the influence exerted by the density and composition parameters of the tissue equivalent materials. The results showed that each material composition effect in the dose deposition is more expressive than its density effect. In another study, a ratio was established to estimate the heterogeneous tissues attenuation from the dose measurement or simulation obtained using a PMMA phantom, this methodology can be developed and implemented in the clinical routine. In order to complement the analysis of the dosimetric studies with heterogeneities presence, the 125I seed simulated geometry was validated, showing the reproduction of the calculation methodology present in TG-43 of the AAPM. In addition, the theoretical study of the energy dependence of the thermoluminescent dosimeters was performed to analyze the variation its response according to energy. The methodology developed for the heterogeneity effects study on dose deposition is recommended for the evaluation of planning systems that use model-based dose calculation algorithms for low dose rate 125I sources, in order to contribute to the incorporation of dose estimates with greater accuracy.

A dosimetria em Radioterapia prevê a calibração do feixe de radiação e a dosimetria de rotina para controle de qualidade, pois o seu principal objetivo é determinar, com maior precisão, a dose absorvida pelo tumor. Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento de três dosímetros termoluminescentes na dosimetria de feixes clínicos de elétrons. O desempenho de detectores de sulfato de cálcio dopado com disprósio (CaSO4:Dy) produzidos pelo IPEN foi comparado com o de dois dosímetros comercialmente disponíveis pela Harshaw, ambos denominados TLD-100, porém com dimensões distintas. Os dosímetros foram caracterizados com a utilização de objetos simuladores de água, água sólida RMI-457 e PMMA em campos de radiação de elétrons de 4, 6, 9, 12 e 16 MeV. Também foram realizadas medidas em feixes de fótons de 6 e 15 MV (2 e 5 MeV) apenas para comparação de resultados. As curvas de dose-resposta foram obtidas para a radiação gama do 60Co no ar e em condições de equilíbrio eletrônico e para feixes clínicos de fótons e elétrons nas profundidades de máxima dose. A sensibilidade, a reprodutibilidade, a eficiência intrínseca e a dependência energética dos dosímetros termoluminescentes foram estudadas. O CaSO4:Dy apresentou comportamento semelhante ao dos TLD-100 com uma vantagem em relação à sensibilidade para os feixes e doses de radiação estudados. Sendo assim, o dosímetro produzido pelo IPEN pode ser considerado uma nova alternativa para a dosimetria nos departamentos de Radioterapia. / The dosimetry in Radiotherapy provides the calibration of the radiation beam as well as the quality control of the dose in the clinical routine. Its main objective is to determine with greater accuracy the dose absorbed by the tumor. This study aimed to evaluate the behavior of three thermoluminescent dosimeters for the clinical electron beam dosimetry. The performance of the calcium sulfate detector doped with dysprosium (CaSO4: Dy) produced by IPEN was compared with two dosimeters commercially available by Harshaw. Both are named TLD-100, however they differ in their dimensions. The dosimeters were evaluated using water, solid water (RMI-457) and PMMA phantoms in different exposure fields for 4, 6, 9, 12 and 16 MeV electron beam energies. It was also performed measurements in photon beams of 6 and 15 MV (2 and 5 MeV) only for comparison. The dose-response curves were obtained for the 60Co gamma radiation in air and under conditions of electronic equilibrium, both for clinical beam of photons and electrons in maximum dose depths. The sensitivity, reproducibility, intrinsic efficiency and energy dependence response of dosimeters were studied. The CaSO4: Dy showed the same behavior of TLD-100, demonstrating only an advantage in the sensitivity to the beams and radiation doses studied. Thus, the dosimeter produced by IPEN can be considered a new alternative for dosimetry in Radiotherapy departments.