A forma isomórfica predominante nos biominerais (casca de ostra, coral, madrepérola e concha) estudados foi a aragonita. Contudo, o surgimento da fase calcita deu-se à temperatura de 500°C a uma taxa de aquecimento de 10°C/s para todas as amostras; e para a amostra de coral, à temperatura de 400°C, independente da taxa de aquecimento. O elemento mais abundante nas amostras de biominerais foi o Ca na forma de CaO e para os silicatos (tremolita, diopsídio e rodonita), o Si na forma de SiO. O elemento traço mais presente nas amostras de biominerais foi o Fe. A análise de ressonância paramagnética eletrônica mostrou as linhas de Mn2+ nas amostras de coral e madrepérola, antes da irradiação. Para amostras irradiadas, os defeitos encontrados foram os radicais CO2-, CO33-, CO3-, SO2-, SO3-, e num intervalo de g entre 2,0010 e 2,0062. Na análise por absorção óptica dos biominerais foram encontradas transições devido à presença de Mn nas amostras. Foi observado um pico termoluminescente (TL) em aproximadamente 140°C para os biominerais e em 180°C para os silicatos, cuja intensidade depende diretamente da dose. Para amostras expostas a diferentes tipos de radiações, o pico TL ocorre em temperaturas mais baixas. Para as curvas dose-resposta obtidas para esses materiais, foi possível determinar um intervalo de linearidade para o qual a sua aplicação em dosimetria de doses altas se torna possível. Levando-se em consideração o tipo de radiação, dentre os biominerais e os silicatos, obteve-se a menor dose detectável (40mGy), para a radiação gama em amostra de casca de ostra utilizando-se a técnica de medição de luminescência opticamente estimulada (LOE). Para radiação beta, as amostras de tremolita e diopsídio obtiveram a menor dose detectável (60mGy). No geral, obteve-se uma boa reprodutibilidade para as amostras, utilizando-se as técnicas TL, LOE e emissão exoeletrônica termicamente estimulada (TSEE) para as radiações alfa, beta e gama. Portanto, pode-se concluir que as amostras caracterizadas neste trabalho podem ser utilizadas como detectores/dosímetros de doses altas. / The predominant isomorphous form in the biominerals studied in this work (oyster shell, coral, mother of pearl and shell) was aragonite. The appearence of the calcite phase occurred at 500°C at a heating rate of 10°C/s for all samples except for the coral sample, which was 400°C, independent of the heating rate. The most abundant element in the biominerals samples was Ca in the CaO form, and in the silicates (tremolite, diopside and rhodonite) Si in the SiO form. The most common trace element observed in the biominerals samples was Fe. The analyses of electron paramagnetic resonance showed lines of Mn2+ in the coral and mother-of-pearl samples before irradiation. In the case of the irradiated samples, the defects found were CO2-, CO33-, CO3- and SO2-, in the g range between 2.0010 and 2.0062. In the analyses by optical absorption of biominerals, transitions due to the presence of Mn in the samples were found. A thermoluminescent (TL) peak at approximately 140°C was found for the biominerals and at 180°C for silicates, which intensity depends directly on the dose. For samples exposed to different types of radiation, the TL peak occurred at lower temperatures. From the dose-response curves obtained for these materials, it was possible to determine a linear range for which their application in high dose dosimetry becomes possible. Taking into account the radiation type, among biominerals and silicates, the lowest detectable dose (40mGy) to gamma radiation was achieved for oyster shell samples using the measuring technique of optically stimulated luminescence (OSL). Using beta radiation, for diopside and tremolite samples the lowest detectable dose of 60mGy was obtained. For all samples, using the TL, OSL and thermally stimulated exoelectron emission (TSEE) techniques in alpha, beta and gamma radiation beans a good response reproducibility was obtained. Therefore, the samples characterized in this work are suitable to be used as high dose detectors/dosimeters.

No campo da medicina, a radiação ionizante é utilizada tanto para fins terapêuticos como para fins diagnósticos, englobando assim um amplo intervalo de doses de diferentes tipos de radiações. Para assegurar que a finalidade da prática esteja sendo alcançada, são necessários estudos detalhados de detectores e dispositivos que respondam a diferentes tipos de radiações. Neste trabalho foi realizada a caracterização dosimétrica de amostras de BeO utilizando as técnicas de termoluminescência (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL) comparando-se as respostas para as radiações alfa, beta e X e propondose um sistema adequado para sua utilização em monitoração de feixes destas radiações. Dentre os principais resultados obtidos estão: alta sensibilidade à radiação beta para ambas as técnicas empregadas, boa reprodutibilidade das respostas TL e OSL (coeficientes de variação inferiores a 5%), uma dependência energética máxima da radiação X de 28% para técnica TL, e de apenas 7% para a técnica OSL, dentro dos intervalos de energia estudados. As características dosimétricas obtidas neste trabalho mostram a possibilidade de aplicação das amostras de BeO em dosimetria das radiações ionizantes X, alfa e beta, considerando os intervalos de dose empregados, pelas técnicas de TL e OSL. Pelos resultados obtidos, as amostras de BeO apresentaram sua utilização potencial para dosimetria de feixes de radiodiagnóstico e radioterapia. / In the medical field, the ionizing radiation is used both for therapeutic and diagnostic purposes, in a wide range of radiation doses. In order to ensure that the objective is achieved in practice, detailed studies of detectors and devices in different types of radiations beams are necessary. In this work a dosimetric characterization of BeO samples was performed using the techniques of thermoluminescence (TL) and optically stimulated luminescence (OSL) by a comparision of their response for alpha, beta and X radiations and the establishment of an appropriated system for use in monitoring of these radiations beams. The main results are: the high sensitivity to beta radiation for both techniques, good reproducibility of TL and OSL response (coefficients of variation lower than 5%), maximum energy dependence of the X radiation of 28% for the TL technique, and only 7% for the OSL technique, whithin the studied energy range. The dosimetric characteristics obtained in this work show the possibility of applying BeO samples to dosimetry of alpha, beta and X radiations, considering the studied dose ranges, using the TL and OSL techniques. From the results obtained, the samples of BeO showed their potential use for beam dosimetry in diagnostic radiology and radiotherapy.

No campo da medicina, a radiação ionizante é utilizada tanto para fins terapêuticos como para fins diagnósticos, englobando assim um amplo intervalo de doses de diferentes tipos de radiações. Para assegurar que a finalidade da prática esteja sendo alcançada, são necessários estudos detalhados de detectores e dispositivos que respondam a diferentes tipos de radiações. Neste trabalho foi realizada a caracterização dosimétrica de amostras de BeO utilizando as técnicas de termoluminescência (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL) comparando-se as respostas para as radiações alfa, beta e X e propondose um sistema adequado para sua utilização em monitoração de feixes destas radiações. Dentre os principais resultados obtidos estão: alta sensibilidade à radiação beta para ambas as técnicas empregadas, boa reprodutibilidade das respostas TL e OSL (coeficientes de variação inferiores a 5%), uma dependência energética máxima da radiação X de 28% para técnica TL, e de apenas 7% para a técnica OSL, dentro dos intervalos de energia estudados. As características dosimétricas obtidas neste trabalho mostram a possibilidade de aplicação das amostras de BeO em dosimetria das radiações ionizantes X, alfa e beta, considerando os intervalos de dose empregados, pelas técnicas de TL e OSL. Pelos resultados obtidos, as amostras de BeO apresentaram sua utilização potencial para dosimetria de feixes de radiodiagnóstico e radioterapia. / In the medical field, the ionizing radiation is used both for therapeutic and diagnostic purposes, in a wide range of radiation doses. In order to ensure that the objective is achieved in practice, detailed studies of detectors and devices in different types of radiations beams are necessary. In this work a dosimetric characterization of BeO samples was performed using the techniques of thermoluminescence (TL) and optically stimulated luminescence (OSL) by a comparision of their response for alpha, beta and X radiations and the establishment of an appropriated system for use in monitoring of these radiations beams. The main results are: the high sensitivity to beta radiation for both techniques, good reproducibility of TL and OSL response (coefficients of variation lower than 5%), maximum energy dependence of the X radiation of 28% for the TL technique, and only 7% for the OSL technique, whithin the studied energy range. The dosimetric characteristics obtained in this work show the possibility of applying BeO samples to dosimetry of alpha, beta and X radiations, considering the studied dose ranges, using the TL and OSL techniques. From the results obtained, the samples of BeO showed their potential use for beam dosimetry in diagnostic radiology and radiotherapy.

A forma isomórfica predominante nos biominerais (casca de ostra, coral, madrepérola e concha) estudados foi a aragonita. Contudo, o surgimento da fase calcita deu-se à temperatura de 500°C a uma taxa de aquecimento de 10°C/s para todas as amostras; e para a amostra de coral, à temperatura de 400°C, independente da taxa de aquecimento. O elemento mais abundante nas amostras de biominerais foi o Ca na forma de CaO e para os silicatos (tremolita, diopsídio e rodonita), o Si na forma de SiO. O elemento traço mais presente nas amostras de biominerais foi o Fe. A análise de ressonância paramagnética eletrônica mostrou as linhas de Mn2+ nas amostras de coral e madrepérola, antes da irradiação. Para amostras irradiadas, os defeitos encontrados foram os radicais CO2-, CO33-, CO3-, SO2-, SO3-, e num intervalo de g entre 2,0010 e 2,0062. Na análise por absorção óptica dos biominerais foram encontradas transições devido à presença de Mn nas amostras. Foi observado um pico termoluminescente (TL) em aproximadamente 140°C para os biominerais e em 180°C para os silicatos, cuja intensidade depende diretamente da dose. Para amostras expostas a diferentes tipos de radiações, o pico TL ocorre em temperaturas mais baixas. Para as curvas dose-resposta obtidas para esses materiais, foi possível determinar um intervalo de linearidade para o qual a sua aplicação em dosimetria de doses altas se torna possível. Levando-se em consideração o tipo de radiação, dentre os biominerais e os silicatos, obteve-se a menor dose detectável (40mGy), para a radiação gama em amostra de casca de ostra utilizando-se a técnica de medição de luminescência opticamente estimulada (LOE). Para radiação beta, as amostras de tremolita e diopsídio obtiveram a menor dose detectável (60mGy). No geral, obteve-se uma boa reprodutibilidade para as amostras, utilizando-se as técnicas TL, LOE e emissão exoeletrônica termicamente estimulada (TSEE) para as radiações alfa, beta e gama. Portanto, pode-se concluir que as amostras caracterizadas neste trabalho podem ser utilizadas como detectores/dosímetros de doses altas. / The predominant isomorphous form in the biominerals studied in this work (oyster shell, coral, mother of pearl and shell) was aragonite. The appearence of the calcite phase occurred at 500°C at a heating rate of 10°C/s for all samples except for the coral sample, which was 400°C, independent of the heating rate. The most abundant element in the biominerals samples was Ca in the CaO form, and in the silicates (tremolite, diopside and rhodonite) Si in the SiO form. The most common trace element observed in the biominerals samples was Fe. The analyses of electron paramagnetic resonance showed lines of Mn2+ in the coral and mother-of-pearl samples before irradiation. In the case of the irradiated samples, the defects found were CO2-, CO33-, CO3- and SO2-, in the g range between 2.0010 and 2.0062. In the analyses by optical absorption of biominerals, transitions due to the presence of Mn in the samples were found. A thermoluminescent (TL) peak at approximately 140°C was found for the biominerals and at 180°C for silicates, which intensity depends directly on the dose. For samples exposed to different types of radiation, the TL peak occurred at lower temperatures. From the dose-response curves obtained for these materials, it was possible to determine a linear range for which their application in high dose dosimetry becomes possible. Taking into account the radiation type, among biominerals and silicates, the lowest detectable dose (40mGy) to gamma radiation was achieved for oyster shell samples using the measuring technique of optically stimulated luminescence (OSL). Using beta radiation, for diopside and tremolite samples the lowest detectable dose of 60mGy was obtained. For all samples, using the TL, OSL and thermally stimulated exoelectron emission (TSEE) techniques in alpha, beta and gamma radiation beans a good response reproducibility was obtained. Therefore, the samples characterized in this work are suitable to be used as high dose detectors/dosimeters.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2660_1.pdf: 3852471 bytes, checksum: 9008e833bfe91f8c45557c9640cbe743 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Dosímetros termoluminescentes (TL) são muito empregados para medir doses de radiação ionizante, sobretudo em dosimetria clínica e ambiental. Diversas pesquisas têm sido feitas buscando desenvolver materiais TL mais sensíveis para aplicação na dosimetria de baixas doses. Neste contexto, trabalhos recentes mostraram a possibilidade de medir doses da ordem de 0,1 mGy utilizando o quartzo natural de Solonópole (CE) após um procedimento de sensibilização com tratamentos térmicos e altas doses de radiação gama. Entretanto, para que este material possa ser utilizado como dosímetro TL é necessário estudar de forma sistemática suas propriedades dosimétricas. Assim, este trabalho tem como objetivo estudar as propriedades dosimétricas do quartzo natural de Solonópole (CE) sensibilizado e investigar sua aplicabilidade como dosímetro TL em exames de radiodiagnóstico convencional. Para isso, foram produzidos 95 discos de quartzo sensibilizado (6 mm x 1 mm). A variação da reprodutibilidade da resposta TL foi avaliada a partir de cinco irradiações com 10 mGy com uma fonte de raios gama de 137Cs. Para investigar a estabilidade da resposta TL deste material, os lotes foram irradiados nas mesmas condições e armazenados na ausência de luz por até 120 dias. Para estudar o comportamento da resposta TL em função do kerma no ar, as amostras foram irradiadas com raios gama de uma fonte de 137Cs com valores de kerma no ar entre 0,01 e 100 mGy. A dependência energética foi determinada a partir dos coeficientes angulares das curvas de calibração obtidas com feixes de raios X de espectro estreito (de 16 a 118 keV), e raios gama de 137Cs e 60Co. Por sua vez, a dependência angular foi determinada irradiando as amostras com feixes de raios X para ângulos entre -90° e 90°. Posteriormente, as amostras de quartzo e os dosímetros TLD-100 foram posicionados sobre um simulador antropomórfico de tórax, no centro geométrico do feixe de raios X. Estas medidas foram utilizadas para determinar o kerma no ar na superfície de entrada. O estudo das propriedades dosimétricas permitiu observar que as amostras de quartzo apresentaram reprodutibilidade, estabilidade da resposta TL e dependência angular equivalentes àquelas do TLD-100. A partir das curvas de resposta TL em função do kerma no ar, constatou-se que a resposta TL do quartzo é linear para doses entre 0,01 e 100 mGy. Além disso, observou-se que as amostras de quartzo permitiam determinar valores de kerma no ar três vezes mais baixos quando comparado aos do TLD-100. A dependência energética máxima destas amostras foi três vezes maior que a do TLD-100 e não há dependência angular para o intervalo de -45° a 45°. A sensibilidade relativa à do TLD-100 destas amostras varia entre 2 e 5 de acordo com a energia da radiação incidente. Ao utilizar estas amostras para a determinação do kerma no ar na superfície de entrada, elas apresentaram boa equivalência com os dados encontrados com o TLD-100. Conclui-se que o quartzo sensibilizado de Solonópole caracterizado pode ser empregado de maneira confiável para medir o kerma no ar na superfície de entrada em exames de raios X de tórax