O Laboratório de Calibração de Instrumentos do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares oferece serviços de calibração de detectores de radiação utilizados em radioproteção, radiodiagnóstico e radioterapia, para o IPEN e também para instalações externas, públicas e particulares. Uma parte de suas instalações estão localizadas no prédio principal, junto com outros laboratórios e salas de estudo, e uma outra parte num prédio isolado, semienterrado (Bunker). Para a otimização, a modernização e principalmente a segurança, os laboratórios situados no prédio principal precisam ser transferidos para um local isolado. Neste trabalho foi desenvolvido um projeto de um laboratório integrado, que será uma expansão do atual Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN. Para isto, foram feitos levantamentos radiométricos no local escolhido e levantadas todas as necesidades da equipe quanto a espaço e disposição das salas. No projeto, os laboratórios com equipamentos de radiação X, e fontes radioativas alfa e beta ficaram isolados numa parte do prédio, e as blindagens das paredes foram determinadas, dependendo do uso de cada laboratório. / The Calibration Laboratory of Instruments of Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares offers calibration services of radiation detectors used in radioprotection, diagnostic radiology and radiotherapy, for IPEN and for external facilities (public and private). One part of its facilities is located in the main building, along with other laboratories and study rooms, and another part in an isolated building called Bunker. For the optimization, modernization and specially the safety, the laboratories in the main building shall be transferred to an isolated place. In this work, a project of an integrated laboratory for calibration of instruments was developed, and it will be an expansion of the current Calibration Laboratory of Instruments of IPEN. Therefore, a series of radiometric monitorings of the chosen localization of the future laboratory was realized, and all staff needs (dimensions and disposition of the study rooms and laboratories) were defined. In this project, the laboratories with X ray equipment, alpha and beta radiation sources were located at an isolated part of the building, and the wall shielding was determined, depending on the use of each laboratory.

O Laboratório de Calibração de Instrumentos do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares oferece serviços de calibração de detectores de radiação utilizados em radioproteção, radiodiagnóstico e radioterapia, para o IPEN e também para instalações externas, públicas e particulares. Uma parte de suas instalações estão localizadas no prédio principal, junto com outros laboratórios e salas de estudo, e uma outra parte num prédio isolado, semienterrado (Bunker). Para a otimização, a modernização e principalmente a segurança, os laboratórios situados no prédio principal precisam ser transferidos para um local isolado. Neste trabalho foi desenvolvido um projeto de um laboratório integrado, que será uma expansão do atual Laboratório de Calibração de Instrumentos do IPEN. Para isto, foram feitos levantamentos radiométricos no local escolhido e levantadas todas as necesidades da equipe quanto a espaço e disposição das salas. No projeto, os laboratórios com equipamentos de radiação X, e fontes radioativas alfa e beta ficaram isolados numa parte do prédio, e as blindagens das paredes foram determinadas, dependendo do uso de cada laboratório. / The Calibration Laboratory of Instruments of Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares offers calibration services of radiation detectors used in radioprotection, diagnostic radiology and radiotherapy, for IPEN and for external facilities (public and private). One part of its facilities is located in the main building, along with other laboratories and study rooms, and another part in an isolated building called Bunker. For the optimization, modernization and specially the safety, the laboratories in the main building shall be transferred to an isolated place. In this work, a project of an integrated laboratory for calibration of instruments was developed, and it will be an expansion of the current Calibration Laboratory of Instruments of IPEN. Therefore, a series of radiometric monitorings of the chosen localization of the future laboratory was realized, and all staff needs (dimensions and disposition of the study rooms and laboratories) were defined. In this project, the laboratories with X ray equipment, alpha and beta radiation sources were located at an isolated part of the building, and the wall shielding was determined, depending on the use of each laboratory.

Para melhorar a visualização das pequenas estruturas anatômicas importantes para o diagnóstico do câncer de mama e otimizar o processamento das mamografias pelos sistemas computadorizados de auxílio ao diagnóstico (CAD), foi desenvolvido um dispositivo, baseado na tecnologia slit, que melhora a aquisição dos mamogramas. Este dispositivo reduz a radiação espalhada e o tamanho do foco e foi projetado a partir de um modelo computacional. O modelo adotado permite quantificar o valor desses parâmetros para qualquer sistema radiológico, qualquer espessura de tecidos moles radiografada e qualquer tensão aplicada ao tubo de raios-X. O dispositivo foi implementado e testado, quantificando as melhorias obtidas. As imagens geradas foram comparadas com as fornecidas pelos sistemas mamográficos convencionais. O modelo serviu para estudar também a interferência do espalhamento sobre o desempenho dos algoritmos usados nos sistemas de diagnóstico auxiliado por computador (CAD). / In order to improve the visualization of the small and important anatomical structures for breast cancer diagnosis and to optimize the image processing of mammograms by the computer aided diagnosis systems (CAD), a device that comes from slit technology was developed to improve the acquisition of mammograms. This device reduces the amount of scattered radiation and the focus size and it can be projected from a computational model. This model allows quantifying the value of those parameters, scattered radiation and the focus size, for any radiological system, any X-rayed soft tissue thickness and any tension applied to the X-ray tube. The device was implemented and tested quantifying the obtained improvements. The generated images were compared to the supplied for conventional mammography systems. The model was also good for studying interference on the algorithms used in the computer aided diagnosis systems (CAD).

Para melhorar a visualização das pequenas estruturas anatômicas importantes para o diagnóstico do câncer de mama e otimizar o processamento das mamografias pelos sistemas computadorizados de auxílio ao diagnóstico (CAD), foi desenvolvido um dispositivo, baseado na tecnologia slit, que melhora a aquisição dos mamogramas. Este dispositivo reduz a radiação espalhada e o tamanho do foco e foi projetado a partir de um modelo computacional. O modelo adotado permite quantificar o valor desses parâmetros para qualquer sistema radiológico, qualquer espessura de tecidos moles radiografada e qualquer tensão aplicada ao tubo de raios-X. O dispositivo foi implementado e testado, quantificando as melhorias obtidas. As imagens geradas foram comparadas com as fornecidas pelos sistemas mamográficos convencionais. O modelo serviu para estudar também a interferência do espalhamento sobre o desempenho dos algoritmos usados nos sistemas de diagnóstico auxiliado por computador (CAD). / In order to improve the visualization of the small and important anatomical structures for breast cancer diagnosis and to optimize the image processing of mammograms by the computer aided diagnosis systems (CAD), a device that comes from slit technology was developed to improve the acquisition of mammograms. This device reduces the amount of scattered radiation and the focus size and it can be projected from a computational model. This model allows quantifying the value of those parameters, scattered radiation and the focus size, for any radiological system, any X-rayed soft tissue thickness and any tension applied to the X-ray tube. The device was implemented and tested quantifying the obtained improvements. The generated images were compared to the supplied for conventional mammography systems. The model was also good for studying interference on the algorithms used in the computer aided diagnosis systems (CAD).

O objetivo desse trabalho foi estudar o comportamento do principal equipamento de raios X utilizado nos procedimentos do laboratório de calibração do IPEN, LCI, operado nos intervalos de tensão de 25 a 150 kV utilizando os medidores de tensão não invasivos DiavoltTM da PTW e do sistema de espectrometria ORTEC, modelo NOMAD-PLUS 92X para o estabelecimento de um programa de controle de qualidade. O medidor Diavolt foi utilizado para as medições de kerma no ar, tensão de pico e tensão de pico prático. As medições foram feitas variando parâmetros como, corrente elétrica, Qualidade de Radiação X para Radiodiag-nóstico, angulação do medidor e sua distância em relação ao ponto focal do aparelho de raios X. Os resultados encontrados foram comparados com dados encontrados na literatura. Com o sistema de espectrometria, foram gerados os espectros com a finalidade de determinar as tensões de pico relativas às tensões nominais escolhidas e caracterizar as Qualidades em Radiodiagnóstico determinadas anteriormente. O programa de controle de qualidade estabelecido possibilita o controle do funcionamento tanto dos instrumentos de medição (câmaras de ionização, medidor de tensão e corrente e espectrômetro), bem como do sistema de radiação X. Neste trabalho também foi sugerida a periodicidade de realização de cada um dos testes. / The objective of this work was to study the behavior of the mainly X ray equipment calibration laboratory of IPEN, operated in the range from 25 kV to 150 kV using a PTW non invasive meter, model DiavoltTM, and an ORTEC spectrometry system, model NOMAD-PLUS 92X, for the establishment of a quality control programme. The Diavolt meter was used for measurements of air kerma, peak voltage and practical peak voltage. The measurements were made varying parameters such as electrical current, X radiation quality for radiation diagnostic, angulations of the meter and its distance in relation to the focal spot of the X ray tube. The results were compared with data found in the literature. Several spectra were generated with the spectrometer system with the purpose of determine the peak voltage in function of the nominal voltage and to characterize the radiation qualities for radiation diagnostic previously determined. The established quality control programme enables the management of the appropriate functioning of the measurement instruments (ionization chambers, voltage and current meter and spectrometer) as well as of the X radiation system. This work also has proposed a time interval to run each one of the tests.

Os equipamentos de radiação X, por estarem ligados à rede elétrica, podem apresentar flutuações na intensidade de seus feixes de radiação. Essas variações na intensidade, podem, por sua vez, modificar a taxa de kerma no ar produzida por este feixe de radiação. Em um laboratório de calibração de instrumentos, onde são realizadas calibrações de diversos equipamentos detectores de radiação, utilizados principalmente em clínicas ou hospitais, essa possível variação na intensidade do feixe de radiação pode causar um erro na determinação da dose absorvida. As câmaras de ionização monitoras são utilizadas para verificar a constância da intensidade de feixes de radiação, e fornecer uma correção para possíveis oscilações. Neste trabalho foram projetadas, construídas e caracterizadas câmaras de ionização monitoras para feixes de radiação X. As câmaras de ionização desenvolvidas possuem formato inovador, anelar, com eletrodos de alumínio ou de grafite. Essas câmaras de ionização anelares apresentam a vantagem de não interferirem no feixe direto de radiação. Foi ainda construída uma câmara de ionização com volume duplo e eletrodos de grafite, similar à câmara de ionização monitora comercial utilizada no Laboratório de Calibração de Instrumentos do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares. Essas câmaras de ionização foram testadas em diversos feixes de radiação padronizados e seus desempenhos foram comparados aos de câmaras de ionização comerciais. Os resultados obtidos mostram que duas dentre as quatro câmaras de ionização desenvolvidas apresentaram desempenho comparável ao das câmaras de ionização comerciais testadas. Além de apresentarem bons resultados, as câmaras de ionização desenvolvidas foram feitas artesanalmente e utilizando materiais de baixo custo, que são facilmente encontrados no mercado. / X radiation equipment may show fluctuations in the radiation beam intensity, as they are connected to the power net. These intensity variations can, in turn, modify the air kerma rate produced by this radiation beam. In a calibration laboratory, where radiation detectors (from clinics and hospital services) are calibrated, variations in the radiation beam intensity may cause an error in the absorbed dose determination. The monitor ionization chambers are used to verify the radiation beam intensity constancy, and to provide a correction for possible fluctuations. In this work, monitor ionization chambers for X radiation beams were designed, assembled and characterized. The developed ionization chambers have an innovative design, ring-shaped, with aluminium or graphite electrodes. These ring-shaped ionization chambers have the advantage of not interfering in the direct radiation beams. A double-volume ionization chamber with graphite electrodes was also developed. This ionization chamber is similar to the commercial monitor ionization chamber used in the Calibration Laboratory of the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares. All developed ionization chambers were tested in several standardized radiation beams and their performances were compared with those of commercial ionization chambers. The results show that two of the four ionization chambers developed showed performance comparable to that of the commercial ionization chambers tested. Besides presenting good results, the ionization chambers were designed and manufactured using low cost materials, which are easily found on the Brazilian market.

O objetivo desse trabalho foi estudar o comportamento do principal equipamento de raios X utilizado nos procedimentos do laboratório de calibração do IPEN, LCI, operado nos intervalos de tensão de 25 a 150 kV utilizando os medidores de tensão não invasivos DiavoltTM da PTW e do sistema de espectrometria ORTEC, modelo NOMAD-PLUS 92X para o estabelecimento de um programa de controle de qualidade. O medidor Diavolt foi utilizado para as medições de kerma no ar, tensão de pico e tensão de pico prático. As medições foram feitas variando parâmetros como, corrente elétrica, Qualidade de Radiação X para Radiodiag-nóstico, angulação do medidor e sua distância em relação ao ponto focal do aparelho de raios X. Os resultados encontrados foram comparados com dados encontrados na literatura. Com o sistema de espectrometria, foram gerados os espectros com a finalidade de determinar as tensões de pico relativas às tensões nominais escolhidas e caracterizar as Qualidades em Radiodiagnóstico determinadas anteriormente. O programa de controle de qualidade estabelecido possibilita o controle do funcionamento tanto dos instrumentos de medição (câmaras de ionização, medidor de tensão e corrente e espectrômetro), bem como do sistema de radiação X. Neste trabalho também foi sugerida a periodicidade de realização de cada um dos testes. / The objective of this work was to study the behavior of the mainly X ray equipment calibration laboratory of IPEN, operated in the range from 25 kV to 150 kV using a PTW non invasive meter, model DiavoltTM, and an ORTEC spectrometry system, model NOMAD-PLUS 92X, for the establishment of a quality control programme. The Diavolt meter was used for measurements of air kerma, peak voltage and practical peak voltage. The measurements were made varying parameters such as electrical current, X radiation quality for radiation diagnostic, angulations of the meter and its distance in relation to the focal spot of the X ray tube. The results were compared with data found in the literature. Several spectra were generated with the spectrometer system with the purpose of determine the peak voltage in function of the nominal voltage and to characterize the radiation qualities for radiation diagnostic previously determined. The established quality control programme enables the management of the appropriate functioning of the measurement instruments (ionization chambers, voltage and current meter and spectrometer) as well as of the X radiation system. This work also has proposed a time interval to run each one of the tests.

As câmaras de extrapolação são câmaras de ionização com volume variável e são utilizadas principalmente como detectores de radiação beta. Neste trabalho foram caracterizadas duas câmaras de extrapolação, uma comercial da marca PTW, e uma outra desenvolvida no Laboratório de Calibração do IPEN, para aplicação como sistemas de referência em feixes de mamografia, radiodiagnóstico convencional e radioterapia. Os resultados obtidos nos testes de caracterização da resposta das câmaras de extrapolação: corrente de fuga, estabilidade de curto e médio prazos, determinação das correntes de saturação e das eficiências de coleção de íons, dependência angular e energética, mostram que estas câmaras de extrapolação podem ser utilizadas em dosimetria de feixes de radiação X de energias baixas. Os fatores de transmissão no tecido e os fatores de calibração foram também determinados para todas as qualidades de radiação citadas. Finalmente, foi estabelecido um procedimento de calibração de detectores de radiação em feixes padronizados de radiação X, utilizando as câmaras de extrapolação. / The extrapolation chambers are ionization chambers with variable volume, and they are mainly utilized as beta radiation detectors. In this work two extrapolation chambers were characterized, a commercial PTW extrapolation chamber and another extrapolation chamber developed at the Calibration Laboratory of IPEN, for application as reference systems in mammography, conventional diagnostic radiology and radiotherapy beams. The results obtained from the characterization tests of the chamber response: leakage current, short- and medium terms stability, determination of the saturation currents and the ion collection efficiencies, angular and energy dependence, show that these extrapolation chambers may be utilized for low-energy X radiation beam dosimetry. The transmission factors in tissue and the calibration factors were also determined for all cited radiation qualities. Finally, a procedure was established for calibration of radiation detectors in standard X radiation beams, using the extrapolation chambers.

As câmaras de extrapolação são câmaras de ionização com volume variável e são utilizadas principalmente como detectores de radiação beta. Neste trabalho foram caracterizadas duas câmaras de extrapolação, uma comercial da marca PTW, e uma outra desenvolvida no Laboratório de Calibração do IPEN, para aplicação como sistemas de referência em feixes de mamografia, radiodiagnóstico convencional e radioterapia. Os resultados obtidos nos testes de caracterização da resposta das câmaras de extrapolação: corrente de fuga, estabilidade de curto e médio prazos, determinação das correntes de saturação e das eficiências de coleção de íons, dependência angular e energética, mostram que estas câmaras de extrapolação podem ser utilizadas em dosimetria de feixes de radiação X de energias baixas. Os fatores de transmissão no tecido e os fatores de calibração foram também determinados para todas as qualidades de radiação citadas. Finalmente, foi estabelecido um procedimento de calibração de detectores de radiação em feixes padronizados de radiação X, utilizando as câmaras de extrapolação. / The extrapolation chambers are ionization chambers with variable volume, and they are mainly utilized as beta radiation detectors. In this work two extrapolation chambers were characterized, a commercial PTW extrapolation chamber and another extrapolation chamber developed at the Calibration Laboratory of IPEN, for application as reference systems in mammography, conventional diagnostic radiology and radiotherapy beams. The results obtained from the characterization tests of the chamber response: leakage current, short- and medium terms stability, determination of the saturation currents and the ion collection efficiencies, angular and energy dependence, show that these extrapolation chambers may be utilized for low-energy X radiation beam dosimetry. The transmission factors in tissue and the calibration factors were also determined for all cited radiation qualities. Finally, a procedure was established for calibration of radiation detectors in standard X radiation beams, using the extrapolation chambers.

Os equipamentos de radiação X, por estarem ligados à rede elétrica, podem apresentar flutuações na intensidade de seus feixes de radiação. Essas variações na intensidade, podem, por sua vez, modificar a taxa de kerma no ar produzida por este feixe de radiação. Em um laboratório de calibração de instrumentos, onde são realizadas calibrações de diversos equipamentos detectores de radiação, utilizados principalmente em clínicas ou hospitais, essa possível variação na intensidade do feixe de radiação pode causar um erro na determinação da dose absorvida. As câmaras de ionização monitoras são utilizadas para verificar a constância da intensidade de feixes de radiação, e fornecer uma correção para possíveis oscilações. Neste trabalho foram projetadas, construídas e caracterizadas câmaras de ionização monitoras para feixes de radiação X. As câmaras de ionização desenvolvidas possuem formato inovador, anelar, com eletrodos de alumínio ou de grafite. Essas câmaras de ionização anelares apresentam a vantagem de não interferirem no feixe direto de radiação. Foi ainda construída uma câmara de ionização com volume duplo e eletrodos de grafite, similar à câmara de ionização monitora comercial utilizada no Laboratório de Calibração de Instrumentos do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares. Essas câmaras de ionização foram testadas em diversos feixes de radiação padronizados e seus desempenhos foram comparados aos de câmaras de ionização comerciais. Os resultados obtidos mostram que duas dentre as quatro câmaras de ionização desenvolvidas apresentaram desempenho comparável ao das câmaras de ionização comerciais testadas. Além de apresentarem bons resultados, as câmaras de ionização desenvolvidas foram feitas artesanalmente e utilizando materiais de baixo custo, que são facilmente encontrados no mercado. / X radiation equipment may show fluctuations in the radiation beam intensity, as they are connected to the power net. These intensity variations can, in turn, modify the air kerma rate produced by this radiation beam. In a calibration laboratory, where radiation detectors (from clinics and hospital services) are calibrated, variations in the radiation beam intensity may cause an error in the absorbed dose determination. The monitor ionization chambers are used to verify the radiation beam intensity constancy, and to provide a correction for possible fluctuations. In this work, monitor ionization chambers for X radiation beams were designed, assembled and characterized. The developed ionization chambers have an innovative design, ring-shaped, with aluminium or graphite electrodes. These ring-shaped ionization chambers have the advantage of not interfering in the direct radiation beams. A double-volume ionization chamber with graphite electrodes was also developed. This ionization chamber is similar to the commercial monitor ionization chamber used in the Calibration Laboratory of the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares. All developed ionization chambers were tested in several standardized radiation beams and their performances were compared with those of commercial ionization chambers. The results show that two of the four ionization chambers developed showed performance comparable to that of the commercial ionization chambers tested. Besides presenting good results, the ionization chambers were designed and manufactured using low cost materials, which are easily found on the Brazilian market.