Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-01-07T16:00:13Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-01-07T16:00:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os aceleradores lineares vêm substituindo gradativamente os irradiadores de fontes gama nos Serviços de Radioterapia no Brasil. Consequentemente, existe a necessidade de aquisição de câmaras de ionização para uso em dosimetria dos feixes de radiação X e de elétrons dos aceleradores lineares. Entretanto, as câmaras de ionização comerciais para radioterapia apresentam alto custo e todas são importadas. Este trabalho teve como objetivo principal projetar, construir e caracterizar câmaras de ionização de placas paralelas em dosimetria de feixes de elétrons de aceleradores clínicos. Foram desenvolvidas cinco câmaras de ionização utilizando-se acrílico como material principal e tintas de grafite e de prata para a confecção dos eletrodos coletores. Uma das câmaras de ionização é a prova dágua. Todas as câmaras de ionização foram submetidas a feixes de radiação no Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN e em três Serviços de Radioterapia na cidade de São Paulo onde foram realizados testes, como: tempo de estabilização, repetibilidade da resposta, estabilidade a médio prazo, corrente de fuga, corrente de saturação, eficiência de coleção de íons, linearidade de resposta, variação da resposta com a distância fonte-detector, efeito de polaridade, efeito cabo, simetria das câmaras de ionização, dependência angular. Além disso, as cinco câmaras de ionização foram calibradas em feixes padronizados de radiação gama, para aplicação em aceleradores clínicos de radioterapia. Os resultados foram satisfatórios para todos os testes realizados, mesmo para o efeito de polaridade no qual o resultado não foi menor que 1%; está de acordo com as câmaras comerciais reportadas na literatura. Assim, as câmaras de ionização desenvolvidas neste trabalho representam a possibilidade de uso em dosimetria de feixes de elétrons de aceleradores lineares em Serviços de Radioterapia. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Maria Eneide de Souza Araujo (mearaujo@ipen.br) on 2015-10-07T19:13:10Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-10-07T19:13:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A mamografia é um exame realizado no mamógrafo, que utiliza raios X para obter imagens da anatomia interna da mama. Para que esta imagem seja capaz de fornecer um diagnóstico correto, é necessário que os equipamentos passem constantemente por programas de controle de qualidade para que se possa garantir que as pacientes submetidas a este exame não estejam recebendo dose além da necessária, evitando-se assim possíveis efeitos biológicos indesejados. As câmaras de ionização são detectores muito utilizados para se realizar o controle de qualidade de equipamentos que utilizam radiação, como os mamógrafos. No presente trabalho foram utilizadas quatro câmaras de ionização desenvolvidas no Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN LCI/IPEN, que foram submetidas a testes de caracterização em feixes padrões de radiação X do LCI. Elas apresentaram resultados satisfatórios, dentro dos limites estabelecidos pelas normas nacionais e internacionais. Como aplicação, estas câmaras de ionização foram utilizadas para testes de controle de qualidade em quatro mamógrafos clínicos de diferentes instituições quanto à repetibilidade e linearidade da taxa de kerma no ar. Os resultados obtidos nestes testes encontram-se dentro dos limites recomendados pelas normas nacionais e internacionais. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

A fim de implementar o novo código de prática da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) no Brasil, o Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI/IPEN) está realizando calibrações em termos de kerma no ar e em termos de dose absorvida na água, em feixes de 60Co. As razões ND,w/NK obtidas são comparadas com valores da literatura, obtendo-se concordância satisfatória. As diferenças entre os valores das razões CK (ND,w/NK) obtidas no presente trabalho e os valores da literatura são devidas a vários fatores. Estes fatores podem ser as variações entre as câmaras, que devem ser objeto de diferenças nas incertezas estimadas pelos PSDLs, e as diferenças nos padrões utilizados por cada Instituto de Metrologia Nacional (NMI) ou Laboratório de Dosimetria. No entanto, se forem conhecidas as razões entre cada NMI e o BIPM, para os padrões de kerma no ar e de dose absorvida na água, é possível a normalização das razões CK medidas para as razões equivalentes ao BIPM. Todos os resultados de razões CK obtidos foram convertidos para as razões equivalentes ao BIPM para facilitar a comparação. Neste trabalho é discutida a utilização da razão CK como parâmetro de controle de qualidade na verificação de resultados das calibrações rotineiras. Para avaliação dos procedimentos de calibração adotados no LCI, foram realizados testes de estabilidade a longo prazo com as câmaras de ionização padrões. Além disso, foi criado um banco de dados para armazenamento dos dados de calibração, com o objetivo de melhorar a qualidade do procedimento de calibração. / In order to implement the new IAEA code of practice in Brazil the national calibration laboratories, the Laboratory of Instrument Calibration (LCI/IPEN) is calibrating clinical dosimeters in terms of both air kerma and absorbed dose to water in a 60Co gamma ray beam. The ND,w/NK ratios thus obtained are then compared with the literature values; a satisfactory agreement has been found. The differences between the CK values obtained in the present work and the literature values may be due to several components. These could be the chamber-to-chamber variations which may be subject to different estimated uncertainties by PSDLs, and the variations in the standards used by each National Metrology Institute (NMI) or Dosimetry Laboratory. However, since the ratio of both air kerma and absorbed dose to water standards for each NMI to those of the BIPM are known, it is possible to reduce the measured ratios to the expected BIPM equivalent ratios. All these CK results have been converted to the BIPM equivalent values to facilitate comparison. The use of the CK value as a and quality control parameter to verify the results of the routine calibrations is discussed in this work. The long term stability of wich standard ionization chamber was checked in order to evaluate the calibration procedures followed at LCI. Moreover, a database was created to store the calibration data aiming the quality improvement of the calibration procedure.

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.

A fim de implementar o novo código de prática da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) no Brasil, o Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI/IPEN) está realizando calibrações em termos de kerma no ar e em termos de dose absorvida na água, em feixes de 60Co. As razões ND,w/NK obtidas são comparadas com valores da literatura, obtendo-se concordância satisfatória. As diferenças entre os valores das razões CK (ND,w/NK) obtidas no presente trabalho e os valores da literatura são devidas a vários fatores. Estes fatores podem ser as variações entre as câmaras, que devem ser objeto de diferenças nas incertezas estimadas pelos PSDLs, e as diferenças nos padrões utilizados por cada Instituto de Metrologia Nacional (NMI) ou Laboratório de Dosimetria. No entanto, se forem conhecidas as razões entre cada NMI e o BIPM, para os padrões de kerma no ar e de dose absorvida na água, é possível a normalização das razões CK medidas para as razões equivalentes ao BIPM. Todos os resultados de razões CK obtidos foram convertidos para as razões equivalentes ao BIPM para facilitar a comparação. Neste trabalho é discutida a utilização da razão CK como parâmetro de controle de qualidade na verificação de resultados das calibrações rotineiras. Para avaliação dos procedimentos de calibração adotados no LCI, foram realizados testes de estabilidade a longo prazo com as câmaras de ionização padrões. Além disso, foi criado um banco de dados para armazenamento dos dados de calibração, com o objetivo de melhorar a qualidade do procedimento de calibração. / In order to implement the new IAEA code of practice in Brazil the national calibration laboratories, the Laboratory of Instrument Calibration (LCI/IPEN) is calibrating clinical dosimeters in terms of both air kerma and absorbed dose to water in a 60Co gamma ray beam. The ND,w/NK ratios thus obtained are then compared with the literature values; a satisfactory agreement has been found. The differences between the CK values obtained in the present work and the literature values may be due to several components. These could be the chamber-to-chamber variations which may be subject to different estimated uncertainties by PSDLs, and the variations in the standards used by each National Metrology Institute (NMI) or Dosimetry Laboratory. However, since the ratio of both air kerma and absorbed dose to water standards for each NMI to those of the BIPM are known, it is possible to reduce the measured ratios to the expected BIPM equivalent ratios. All these CK results have been converted to the BIPM equivalent values to facilitate comparison. The use of the CK value as a and quality control parameter to verify the results of the routine calibrations is discussed in this work. The long term stability of wich standard ionization chamber was checked in order to evaluate the calibration procedures followed at LCI. Moreover, a database was created to store the calibration data aiming the quality improvement of the calibration procedure.

A câmara de ionização é um tipo de dosímetro muito utilizado atualmente para medidas precisas, tais como as necessárias em radioterapia. Existem diferentes tipos de câmaras de ionização para diferentes aplicações, como exemplo, as câmaras tipo lápis utilizadas para dosimetria em tomografia computadorizada (TC) e as câmaras cavitárias de grafite utilizadas como sistemas padrões primários para determinação da taxa de kerma no ar. Neste trabalho, foram caracterizadas duas câmaras de ionização tipo lápis, de diferentes volumes sensíveis e com comprimentos do volume sensível menores que as empregadas em TC, em feixes de 60Co e duas câmaras de ionização de grafite foram desenvolvidas e caracterizadas para constituir um sistema padrão primário para feixes de 60Co. Além destas câmaras de ionização, também foi projetada e avaliada uma câmara de ionização cilíndrica construída utilizando-se cloreto de polivinila (PVC) para estudar inicialmente as configurações geométricas das câmaras de ionização de grafite, já que o PVC é mais facilmente usinado e apresenta um custo relativamente baixo quando comparado ao grafite. O estudo inicial realizado com as câmaras de ionização tipo lápis foi muito importante, principalmente no que se refere à escolha do material para o desenvolvimento das câmaras de ionização, aos parâmetros utilizados nas simulações de Monte Carlo e também na determinação do espectro de radiação que melhor representa a fonte de 60Co do Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI). A partir dos resultados obtidos com as câmaras de ionização tipo lápis e com a câmara de ionização cilíndrica de PVC foram projetadas e caracterizadas experimentalmente e por simulação de Monte Carlo duas câmaras de ionização de grafite. Os resultados obtidos da caracterização destas câmaras de ionização apontaram que elas possuem qualidade metrológica para atuação como padrões primários de referência. Como aplicação do estudo das câmaras de ionização de grafite, o valor da taxa de kerma no ar da fonte de 60Co do LCI foi determinado e comparado com o valor obtido com o padrão de referência do LCI. Os valores determinados com os protótipos desenvolvidos neste projeto (CG1 e CG2) diferiram em apenas 0,17% e 1,7%, respectivamente, do valor calculado com o sistema padrão do IPEN. / Ionization chambers are the most employed dosimeters for precise measurements, as those requested in radiotherapy. There are several different ionization chambers, employed for different applications, such as pencil ionization chambers, used in computed tomography (CT) dosimetry, and cavity ionization chambers, used as primary standard systems for the air kerma determination. In this work two pencil ionization chambers, with sensitive volumes smaller in size and length than those employed in CT, were characterized in 60Co gamma beams, and two graphite ionization chambers were developed and characterized in order to compose a primary standard system for the beam dosimetry of 60Co sources. Besides these ionization chambers, a cylindrical prototype made of polyvinyl chloride (PVC) was developed and characterized, in order to evaluate the geometrical design of the graphite ionization chambers. This step was important, since PVC is easier to use as manufacture material and it presents a lower production cost than graphite. The inicial study, with the pencil ionization chambers, was essential in order to choose the materials and parameters employed for the further ionization chamber models. The determination of the radiation spectra that best fits the 60Co source employed in this work was also carried out with a pencil ionization chamber. From the results with the pencil and the PVC ionization chambers, the graphite dosimeters were projected, developed and characterized, both experimentally and using Monte Carlo simulations. The results obtained with these dosimeters pointed out that they present metrological quality to be used as primary standard systems. As an application of the study concerning the graphite ionization chambers, the air kerma rate of the 60Co source of the Calibration Laboratory was determined and compared with the value obtained with the IPEN standard system. The values obtained with the developed ionization chambers CG1 and CG2 presented differences of only 0.17% and 1.7%, respectively.

A câmara de ionização é um tipo de dosímetro muito utilizado atualmente para medidas precisas, tais como as necessárias em radioterapia. Existem diferentes tipos de câmaras de ionização para diferentes aplicações, como exemplo, as câmaras tipo lápis utilizadas para dosimetria em tomografia computadorizada (TC) e as câmaras cavitárias de grafite utilizadas como sistemas padrões primários para determinação da taxa de kerma no ar. Neste trabalho, foram caracterizadas duas câmaras de ionização tipo lápis, de diferentes volumes sensíveis e com comprimentos do volume sensível menores que as empregadas em TC, em feixes de 60Co e duas câmaras de ionização de grafite foram desenvolvidas e caracterizadas para constituir um sistema padrão primário para feixes de 60Co. Além destas câmaras de ionização, também foi projetada e avaliada uma câmara de ionização cilíndrica construída utilizando-se cloreto de polivinila (PVC) para estudar inicialmente as configurações geométricas das câmaras de ionização de grafite, já que o PVC é mais facilmente usinado e apresenta um custo relativamente baixo quando comparado ao grafite. O estudo inicial realizado com as câmaras de ionização tipo lápis foi muito importante, principalmente no que se refere à escolha do material para o desenvolvimento das câmaras de ionização, aos parâmetros utilizados nas simulações de Monte Carlo e também na determinação do espectro de radiação que melhor representa a fonte de 60Co do Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI). A partir dos resultados obtidos com as câmaras de ionização tipo lápis e com a câmara de ionização cilíndrica de PVC foram projetadas e caracterizadas experimentalmente e por simulação de Monte Carlo duas câmaras de ionização de grafite. Os resultados obtidos da caracterização destas câmaras de ionização apontaram que elas possuem qualidade metrológica para atuação como padrões primários de referência. Como aplicação do estudo das câmaras de ionização de grafite, o valor da taxa de kerma no ar da fonte de 60Co do LCI foi determinado e comparado com o valor obtido com o padrão de referência do LCI. Os valores determinados com os protótipos desenvolvidos neste projeto (CG1 e CG2) diferiram em apenas 0,17% e 1,7%, respectivamente, do valor calculado com o sistema padrão do IPEN. / Ionization chambers are the most employed dosimeters for precise measurements, as those requested in radiotherapy. There are several different ionization chambers, employed for different applications, such as pencil ionization chambers, used in computed tomography (CT) dosimetry, and cavity ionization chambers, used as primary standard systems for the air kerma determination. In this work two pencil ionization chambers, with sensitive volumes smaller in size and length than those employed in CT, were characterized in 60Co gamma beams, and two graphite ionization chambers were developed and characterized in order to compose a primary standard system for the beam dosimetry of 60Co sources. Besides these ionization chambers, a cylindrical prototype made of polyvinyl chloride (PVC) was developed and characterized, in order to evaluate the geometrical design of the graphite ionization chambers. This step was important, since PVC is easier to use as manufacture material and it presents a lower production cost than graphite. The inicial study, with the pencil ionization chambers, was essential in order to choose the materials and parameters employed for the further ionization chamber models. The determination of the radiation spectra that best fits the 60Co source employed in this work was also carried out with a pencil ionization chamber. From the results with the pencil and the PVC ionization chambers, the graphite dosimeters were projected, developed and characterized, both experimentally and using Monte Carlo simulations. The results obtained with these dosimeters pointed out that they present metrological quality to be used as primary standard systems. As an application of the study concerning the graphite ionization chambers, the air kerma rate of the 60Co source of the Calibration Laboratory was determined and compared with the value obtained with the IPEN standard system. The values obtained with the developed ionization chambers CG1 and CG2 presented differences of only 0.17% and 1.7%, respectively.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:44:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07150.pdf: 9130636 bytes, checksum: cb7e14964ddd9719ff5fe8392bed1d90 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:48:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 08715.pdf: 4323271 bytes, checksum: 6c93cac5d8cfc34b7d3a208547cb8f8d (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:98/14763-4