Neste trabalho foram realizados testes de estabilidade e de caracterização de uma câmara de ionização de ar-livre com cilindros concêntricos da marca Victoreen, modelo 481. Os testes foram feitos utilizando feixes diretos de mamografia como uma contribuição para a implantação desta câmara como sistema padrão primário para a grandeza kerma no ar. Os testes de caracterização realizados foram: curva de saturação, eficiência de coleção de íons, efeito de polaridade, linearidade da resposta com a taxa de kerma no ar e linearidade da resposta com a variação volumétrica. O teste de eficiência de coleção de íons possibilitou a determinação do fator de correção para recombinação iônica. A maioria dos testes realizados esteve em conformidade com os limites estabelecidos por normas internacionais. Foram obtidos os fatores de correção para atenuação de fótons no ar para as qualidades de mamografia com filtros de alumínio e molibdênio. Foram determinados também os fatores de correção para transmissão e espalhamento de fótons nas bordas do diafragma para as qualidades de mamografia com filtro de alumínio e para a qualidade padrão de mamografia com filtro de molibdênio. / At this work stability and characterization tests were undertaken on a Victoreen free-air ionization chamber, model 481. The tests were realized using direct X-ray beams as a contribuition for its establishment as a primary standard system of the quantity air kerma. The characterization tests were: saturation curve, ion collection efficiency, polarity effect, response linearity with the air kerma rate and response linearity with the chamber volume variation. The ion collection efficiency allowed the determination of the ion recombination factor. Most of the test results showed agreement with the limits established by international standards. Furthermore, the air attenuation factors for the mammography beams with aluminum and molybdenum filters were obtained. The factors for photon transmission and scattering at the diaphragm edges were also determined for mammography beams with aluminum filter and for the standard beam with molybdenum filter.

Neste trabalho foram realizados testes de estabilidade e de caracterização de uma câmara de ionização de ar-livre com cilindros concêntricos da marca Victoreen, modelo 481. Os testes foram feitos utilizando feixes diretos de mamografia como uma contribuição para a implantação desta câmara como sistema padrão primário para a grandeza kerma no ar. Os testes de caracterização realizados foram: curva de saturação, eficiência de coleção de íons, efeito de polaridade, linearidade da resposta com a taxa de kerma no ar e linearidade da resposta com a variação volumétrica. O teste de eficiência de coleção de íons possibilitou a determinação do fator de correção para recombinação iônica. A maioria dos testes realizados esteve em conformidade com os limites estabelecidos por normas internacionais. Foram obtidos os fatores de correção para atenuação de fótons no ar para as qualidades de mamografia com filtros de alumínio e molibdênio. Foram determinados também os fatores de correção para transmissão e espalhamento de fótons nas bordas do diafragma para as qualidades de mamografia com filtro de alumínio e para a qualidade padrão de mamografia com filtro de molibdênio. / At this work stability and characterization tests were undertaken on a Victoreen free-air ionization chamber, model 481. The tests were realized using direct X-ray beams as a contribuition for its establishment as a primary standard system of the quantity air kerma. The characterization tests were: saturation curve, ion collection efficiency, polarity effect, response linearity with the air kerma rate and response linearity with the chamber volume variation. The ion collection efficiency allowed the determination of the ion recombination factor. Most of the test results showed agreement with the limits established by international standards. Furthermore, the air attenuation factors for the mammography beams with aluminum and molybdenum filters were obtained. The factors for photon transmission and scattering at the diaphragm edges were also determined for mammography beams with aluminum filter and for the standard beam with molybdenum filter.

Submitted by Luis Antônio Gonçalves Junior (jr_lag@hotmail.com) on 2016-08-08T19:08:40Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_Luis_Antonio_Goncalves_Junior.pdf: 5168740 bytes, checksum: c24404628762b345ed25e1fc97fdf264 (MD5) / Approved for entry into archive by Escola Politécnica Biblioteca (biengproc@ufba.br) on 2016-08-12T17:33:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_Luis_Antonio_Goncalves_Junior.pdf: 5168740 bytes, checksum: c24404628762b345ed25e1fc97fdf264 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-12T17:33:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_Luis_Antonio_Goncalves_Junior.pdf: 5168740 bytes, checksum: c24404628762b345ed25e1fc97fdf264 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Mancais flexíveis de lâminas cruzadas são elementos construtivos compostos por duas lâminas esbeltas que se cruzam em um ponto arbitrário de seus comprimentos formando um determinado ângulo entre si. Esses dispositivos têm sido largamente utilizados em aplicações de precisão devido à alta repetitividade de movimento do seu grau de liberdade de rotação e à característica sistemática do seu comportamento global. Assim, este trabalho tem o foco voltado para a caracterização experimental do comportamento elastocinemático de mancais flexíveis de lâminas cruzadas. Primeiramente, é apresentada uma abordagem analítica para modelar sua relação carga-deslocamento. Então, uma técnica numérico-iterativa é usada para obter a solução do sistema de equações não linear resultante. Os resultados obtidos são então usados para predizer o principal erro sistemático do mancal; o desvio do seu eixo de rotação. Adicionalmente, estes resultados são utilizados na realização de uma otimização geométrica, e na predição da sua rigidez rotacional e das tensões ocorridas em suas lâminas; análises úteis nas fases iniciais de projeto de tais dispositivos. Posteriormente, um modelo numérico é implementado, usando o pacote comercial de Elementos Finitos Ansys APDL Mechanical 14.0TM, para verificar os resultados apresentados pelo modelo analítico. Finalmente, uma bancada de testes, utilizando técnicas de interferometria, óptica geométrica e extensômetria, é proposta para validar experimentalmente os resultados obtidos, por ambos os modelos, para o desvio de centro, a rigidez rotacional e as tensões ocorridas nas lâminas de diferentes configurações geométricas de mancal flexíveis de lâminas cruzadas.

Neste trabalho foi estabelecido um sistema padrão primário para raios X de energias baixas (10 kV a 50 kV), utilizando uma câmara de ionização de ar livre de cilindros concêntricos da marca Victoreen (modelo 481-5) no Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN-SP). Para isso foi desenvolvido um novo protocolo de alinhamento da câmara de ionização no sistema de radiação e foi feita uma modificação no suporte dos micrômetros utilizados para o movimento dos cilindros internos. Os resultados obtidos nos testes de estabilidade e de caracterização ficaram dentro dos limites estabelecidos pelas normas IEC 61674 e IEC 60731. Foram determinados também os fatores de correção para atenuação de fótons no ar, transmissão e espalhamento no diafragma, espalhamento e fluorescência, e recombinação iônica. Esses valores foram comparados com os valores obtidos pelo laboratório padrão primário alemão,Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), mostrando boa concordância. Por último, foi determinado o valor absoluto da grandeza taxa de kerma no ar para as qualidades padronizadas de mamografia de feixes diretos WMV28 e WMV35 e feixes atenuados WMH28 e WMH35; os resultados são compatíveis, com diferença máxima de 3,8% com os valores obtidos utilizando o sistema padrão secundário do LCI. / In this work a primary standard system was established for low energy X-rays (10 kV to 50 kV), using a free air ionization chamber with concentric cylinders, Victoreen (Model 481-5), at the Calibration Laboratory of Instruments (LCI) of the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN-SP). For this, a new ionization chamber alignment protocol was developed for the radiation system and a modification on the micrometer housing used for the movement of the internal cylinders was made. The results obtained for the stability and characterization tests showed to be within the limits established by the standards IEC 61674 and IEC 60731. The correction factors for photon attenuation in the air, transmission and scattering in the diaphragm, scattering and fluorescence and ion recombination were also determined. These values were compared with those obtained by the German primary standard laboratory, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), showing good agreement. Finally, the absolute values of the quantity air kerma rate for the standard qualities direct beams MWV28 and WMV35 and the attenuated beams WMH28 and WMH35 were determined; the results are in agreement, with a maximum difference of 3,8% with the values obtained using the secondary standard system of LCI.

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.

Neste trabalho foi estabelecido um sistema padrão primário para raios X de energias baixas (10 kV a 50 kV), utilizando uma câmara de ionização de ar livre de cilindros concêntricos da marca Victoreen (modelo 481-5) no Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN-SP). Para isso foi desenvolvido um novo protocolo de alinhamento da câmara de ionização no sistema de radiação e foi feita uma modificação no suporte dos micrômetros utilizados para o movimento dos cilindros internos. Os resultados obtidos nos testes de estabilidade e de caracterização ficaram dentro dos limites estabelecidos pelas normas IEC 61674 e IEC 60731. Foram determinados também os fatores de correção para atenuação de fótons no ar, transmissão e espalhamento no diafragma, espalhamento e fluorescência, e recombinação iônica. Esses valores foram comparados com os valores obtidos pelo laboratório padrão primário alemão,Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), mostrando boa concordância. Por último, foi determinado o valor absoluto da grandeza taxa de kerma no ar para as qualidades padronizadas de mamografia de feixes diretos WMV28 e WMV35 e feixes atenuados WMH28 e WMH35; os resultados são compatíveis, com diferença máxima de 3,8% com os valores obtidos utilizando o sistema padrão secundário do LCI. / In this work a primary standard system was established for low energy X-rays (10 kV to 50 kV), using a free air ionization chamber with concentric cylinders, Victoreen (Model 481-5), at the Calibration Laboratory of Instruments (LCI) of the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN-SP). For this, a new ionization chamber alignment protocol was developed for the radiation system and a modification on the micrometer housing used for the movement of the internal cylinders was made. The results obtained for the stability and characterization tests showed to be within the limits established by the standards IEC 61674 and IEC 60731. The correction factors for photon attenuation in the air, transmission and scattering in the diaphragm, scattering and fluorescence and ion recombination were also determined. These values were compared with those obtained by the German primary standard laboratory, Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), showing good agreement. Finally, the absolute values of the quantity air kerma rate for the standard qualities direct beams MWV28 and WMV35 and the attenuated beams WMH28 and WMH35 were determined; the results are in agreement, with a maximum difference of 3,8% with the values obtained using the secondary standard system of LCI.

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.