Made available in DSpace on 2014-10-09T12:47:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07969.pdf: 4735290 bytes, checksum: 35766584f698fd08a530a144cb0a0bd0 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A gestão ambiental atual considera a atividade produtiva como um sistema ambiental, definido como o conjunto de processos, interações, parâmetros e fatores envolvidos na produção. Esta dissertação de mestrado avaliou a liberação dos efluentes radioativos líquidos no Instituto de Pesquisas Energética e Nucleares (ipen), sob um estudo ambiental sistêmico. O estudo avaliou o termo fonte do ipen no período de 2004 a 2008, empregando a espectrometria gama, a espectrometria alfa, a análise por ativação, a cintilação em fase líquida e a espectrometria de absorção atômica. As metodologias empregadas foram verificadas utilizando amostras do Programa de Intercomparação de Resultados Analíticos e Ensaio de Materiais de Referência. As instalações que mais contribuíram nas liberações foram o Centro de Radiofarmácia (CR) e o Centro de Reator de Pesquisa (CRPq) com média de 11,4% e de 87,4% para a atividade radioativa presente. As liberações ao sistema de esgoto ocorreram de acordo com as normas de proteção radiológica, mostrando a efetividade do Programa de Monitoração de Efluentes Radioativos no ipen. No efluente líquido determinou-se a concentração dos elementos estáveis Ag, Cd, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn, em todas as amostras dos tanques TR1 e CR no período e parte das amostras das demais instalações do ipen entre 2004 a 2007. Dentre os analisados, dois efluentes ultrapassaram os padrões de descarga para os elementos estáveis estabelecidos no Estado de São Paulo, um ultrapassou o padrão para o elemento cádmio e outro ultrapassou o valor exigido para o zinco. Estimou-se a vazão de descarga do tanque TR1 que foi de 10,9 ± 0,9 m3 h-1. Estimou-se o fator de diluição no ponto de descarga E1 empregando como radiotraçadores os isótopos liberados rotineiramente para a rede de esgoto 3H, 137Cs, 60Co, 54Mn e 65Zn, não gerando custo monetário ou ambiental associados à estimativa. Os resultados mostraram que o valor do fator de diluição variou por radioisótopo empregado, em ordem crescente do 3H, 137Cs, 54Mn, 60Co e 65Zn, de acordo com as características de cada elemento, tendo variado significativamente entre hidrogênio, metal alcalino e metais de transição. As médias dos fatores de diluição obtidas no primeiro e segundo dia de liberação respectivamente foram 4,3 e 7,4 para o 3H, 12,0 e 16,1 para o 54Mn, 12,6 e 14,2 para o 60Co, 12,0 e 27,9 para o 65Zn e 6,2 e 13,9 para o 137Cs. Este é o primeiro estudo sobre a estimativa do fator de diluição intra-institucional, utilizando radiotraçadores antrópicos sem custos adicionais. Os resultados gerados contribuem com subsídios para a melhoria da conduta ambiental e para estabelecer procedimentos otimizados, sob a legislação vigente. Os fatores de diluição foram estimados em estudo operacional e laboratorial, numa única descarga controlada do tanque TR1. Este estudo dos traçadores radioativos deverá ser repetido, de modo a gerar um banco de dados institucional. O estudo sistêmico ambiental deve ser estabelecido caso a caso, dependendo das características do local, da instituição e dos efluentes liberados. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

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Com o objetivo de monitorar o crescente número de trabalhadores potencialmente expostos à radiação de nêutrons, foi projetado e desenvolvido um dosímetro individual para campos mistos nêutron-gama. O dosímetro proposto foi caracterizado para o espectro de energia de uma fonte de Amerício-Berílio e para o intervalo de dose de interesse da proteção radiológica (até 20 mSv). Para tanto utilizou-se a dosimetria termoluminescente de albedo e a dosimetria de traços nucleares, técnicas consagradas na literatura internacional, empregando materiais de fabricação nacional e de baixo custo. Um policarbonato comercial, denominado SS-1, foi caracterizado para aplicação como detector sólido de traços nucleares. Os parâmetros para revelação química e ampliação dos traços, assim como a metodologia de avaliação dos detectores foram determinados. Estudou-se a resposta dos detectores TLD-600, TLD-700 e SS-1 em campos mistos nêutrongama de uma fonte de Amerício-Berílio e definiu-se um algoritmo para cálculo da dose de nêutrons e de radiação gama. A razão entre as respostas para nêutrons térmicos, de albedo e rápidos permite analisar o espectro ao qual o dosímetro foi submetido e corrigir a resposta do detector de traços para variações no ângulo de incidência da radiação. O novo dosímetro está pronto e apresenta desempenho para ser usado como dosímetro de nêutrons no Brasil. / An individual dosimeter for neutron-gamma mixed field dosimetry was design and developed aiming monitoring the increasing number of workers potentially exposed to neutrons. The proposed dosimeter was characterized to an Americium-Beryllium source spectrum and dose range of radiation protection interest (up to 20 mSv). Thermoluminescent albedo dosimetry and nuclear tracks dosimetry, traditional techniques found in the international literature, with materials of low cost and national production, were used. A commercial polycarbonate, named SS-1, was characterized for solid state tack detector application. The chemical etching parameters and the methodology of detectors evaluation were determined. The response of TLD-600, TLD-700 and SS-1 were studied and algorithms for dose calculation of neutron and gamma radiation of Americium- Beryllium sources were proposed. The ratio between thermal, albedo and fast neutrons responses, allows analyzing the spectrum to which the dosimeter was submitted and correcting the track detector response to variations in the radiation incidence angle. The new dosimeter is fully characterized, having sufficient performance to be applied as neutron dosimeter in Brazil.

Ao final da década de 1980, pesquisadores da empresa Eastman Kodak anunciaram as propriedades eletroluminescentes de materiais orgânicos não poliméricos. Seguindo essa linha, em 1990, um grupo de pesquisadores ingleses demonstrou propriedades semelhantes para os polímeros, utilizando-os como elementos ativos de dispositivos emissores de luz. Era este o início de uma nova área de pesquisa que tinha interface na eletrônica e nos novos semicondutores poliméricos. Surgiram os chamados polímeros luminescentes - resultado das descobertas das propriedades semicondutoras dos polímeros e copolímeros, blendas e heteroestruturas orgânico-inorgânicas. Os materiais semicondutores poliméricos apresentam diversas vantagens associadas à sua característica de fácil processamento e baixo custo de produção. Podem ser utilizados na forma de filmes finos que têm boas propriedades mecânicas e que permitem a sua utilização em substratos flexíveis. Diversas empresas como Philips, Sony, Pioneer, DuPont, Kodak e Uniax têm investido fortemente em pesquisa e desenvolvimento de dispositivos eletroluminescentes, memórias, sensores de imagem e outros sensores que aproveitam as propriedades dos polímeros semicondutores. A radiação, numa variada faixa de comprimentos de onda, pode afetar as propriedades de alguns desses polímeros semicondutores. A característica de material semicondutor, inerente a esses materiais, pode ser degradada por efeito de foto-oxidação que pode ser estimulado pela exposição à radiação. Surge a possibilidade de desenvolver dispositivos baseados em polímeros semicondutores para uso em detectores de radiação. Este trabalho consiste num estudo de desenvolvimento de dosímetros poliméricos de radiação para a faixa de comprimento de onda entre 400 nm e 500 nm, especificamente usada em ambientes hospitalares no tratamento intensivo de neonatos. Com o objetivo descrito, foi realizado o estudo de substratos adequados para a finalidade desejada, o desenvolvimento de um processo de deposição para os dispositivos de filmes-finos e o estudo da influência da radiação na faixa do ultravioleta-visível (UV-Vis) em suas propriedades. Das diversas técnicas de deposição de filmes finos existentes, foi selecionada para este estudo, a de deposição por jato de tinta (\"inkjet printing\") devido às suas características de simplicidade, potencial custo baixo e, principalmente, o menor nível de perda do polímero a ser depositado, já que a referida técnica permite a deposição de quantidades mínimas do material. Como material ativo foi selecionado um semicondutor polimérico da família dos polifluorenos, devido ao seu relativamente fácil manuseio. Pesquisadores da área, cada vez mais, acreditam que a impressão por jato de tinta seja uma das técnicas de deposição mais promissoras para a produção em grande escala. O objetivo desta pesquisa é contribuir com um novo instrumento a ser usado no monitoramento da irradiação no tratamento fototerápico da hiperbilirrubinemia no ambiente da neonatologia hospitalar. Atualmente os bebês recém-nascidos são tratados com empirismo considerável tendo em conta não haver procedimentos de controle para a dose da irradiação aplicada ao neonato nas incubadora neonatal das maternidades. Os riscos de hiperbilirrubinemia severa do neonato incluem a possibilidade de surdez, de paralisia cerebral ou mesmo de lesão cerebral em casos extremos. A observada Icterícia pode estar ligada à imaturidade do fígado do bebê. A bilirubinemia é muito freqüente em neonatos e precisa ser tratada para a redução dos citados riscos. O tratamento mais comum é a fototerapia com radiação na faixa do UV-próximo/azul. A fototerapia é realizada por várias sessões de muitas horas que dependem do nível de hiperbilirrubinemia no sangue, TBS (Total Bilirrubine Serum) do bebê. A hiperbilirrubinemia é crítica quando seu nível for igual ou maior que 428 micromol/litro ou 25 mg/dL (Referencia - Previsão e prevenção de hiperbilirrubinemia de neonatal extremo, T.B., Newman et al., Arco Pediatr Adolesc Med/Vol 154, Nov. 2000 pp 1140-1147). Além de permitir reduzir o empirismo do tratamento com o uso de um dosímetro para a faixa de radiação em tela, este pode ser usado para avaliar a condição da fonte de radiação específica de luz usada neste tipo de tratamento. O dosímetro proposto, como instrumento adicional para os neonatologistas poderá monitorar as doses de radiação aplicada durante a fototerapia e evitar excessos, reduzindo o tempo no protocolo de tratamento neonatal. / At the end of the 1980s, researchers from Eastman Kodak announced the electroluminescent properties of non-polymeric organic materials. At the beginning of the 1990s, researchers from the UK showed similar properties of organic polymers, using them as active elements in light emitting devices. It was the beginning of a new research area interfacing the electronics and the new polymeric semiconductors. As a result of the findings on the semiconducting properties of polymers and copolymers, blends and organic-inorganic heterostructures, a new class of materials became the research subject of several groups. Polymer semiconductors exhibit several advantages like simple processing and low production cost. They can be utilized as thin-films with good mechanical properties for use in flexible substrates. Several high-tech enterprises like Philips, Sony, Pioneer, DuPont, Kodak and Uniax are investing strongly in the research and development of such materials and devices, including memories, image sensors, light-emmiting devices, among others. Radiation in a very broad range of wavelengths can affect characteristics of some semiconductor polymers. Their inherent semiconducting feature can be degraded by the photo-oxidation effect, activated by radiation exposition. This suggests the possibility of the development of semiconductor polymer based radiation sensing devices. This work deals with a study of radiation dosimeters for the wavelength range of 400 nm to 500 nm, specifically important at the maternity hospitals in the therapy of newborn babies. To cope with this objective, the study of adequate substrates, development of suitable deposition process for the thin-film devices and study of its properties changes with radiation in the ultraviolet-visible (UV-Vis) range was done. From the different thin-film deposition techniques, the inkjet deposition technique was selected for this study thanks to its production simplicity, potential low cost an, mainly, because it permits the deposition of minute amounts of material, leading to very little material losses. As the active material a polymeric semiconductor of the fluorene family was selected thanks to its easy processing. Researchers of this area, more and more, believe that the Inkjet Printing is one of the very promising deposition techniques for mass production of those devices. The aim of this research is to offer a new tool to be used in the monitor of the irradiation in the phototherapy for severe hyperbilirubinemia of newborn babies. In most cases newborn babies are treated with a considerably empiric protocol considering the inexistence of procedures to control the radiation doses in the treatments. The risks of extreme neonatal hyperbilirubinemia include possibility of deafness, cerebral palsy or brain damage in extreme cases. Jaundice may be due to the immaturity of baby\'s liver. Bilirubinemia is most frequent in newborn and must be treated to reduce such risks. The most common treatment is phototherapy with nearUV-blue radiation. Phototherapy is accomplished by several sessions of many hours depending on the Total Bilirubin Serum (TBS) found in the baby blood. Hyperbilirubinemia is very dangerous to the near-term newborn when its level is equal or greater than 428 micromol/liter or 25 mg/dL (Reference Prediction and prevention of extreme neonatal hyperbilirubinemia, T.B., Newman et al., Arch Pediatr Adolesc Med/Vol 154, Nov. 2000 pp 1140-1147). Besides reducing the empiric treatments based on the nearUV-blue radiation, the use of a sensor can be important to evaluate the condition of the specific type of lamp used in the treatments. The proposed dosimeter can be an additional instrument for the neonatologists to be used in the determination of the phototherapy radiation dose, thus reducing, in the medical protocol, the jaundice treatment time.

Com o objetivo de monitorar o crescente número de trabalhadores potencialmente expostos à radiação de nêutrons, foi projetado e desenvolvido um dosímetro individual para campos mistos nêutron-gama. O dosímetro proposto foi caracterizado para o espectro de energia de uma fonte de Amerício-Berílio e para o intervalo de dose de interesse da proteção radiológica (até 20 mSv). Para tanto utilizou-se a dosimetria termoluminescente de albedo e a dosimetria de traços nucleares, técnicas consagradas na literatura internacional, empregando materiais de fabricação nacional e de baixo custo. Um policarbonato comercial, denominado SS-1, foi caracterizado para aplicação como detector sólido de traços nucleares. Os parâmetros para revelação química e ampliação dos traços, assim como a metodologia de avaliação dos detectores foram determinados. Estudou-se a resposta dos detectores TLD-600, TLD-700 e SS-1 em campos mistos nêutrongama de uma fonte de Amerício-Berílio e definiu-se um algoritmo para cálculo da dose de nêutrons e de radiação gama. A razão entre as respostas para nêutrons térmicos, de albedo e rápidos permite analisar o espectro ao qual o dosímetro foi submetido e corrigir a resposta do detector de traços para variações no ângulo de incidência da radiação. O novo dosímetro está pronto e apresenta desempenho para ser usado como dosímetro de nêutrons no Brasil. / An individual dosimeter for neutron-gamma mixed field dosimetry was design and developed aiming monitoring the increasing number of workers potentially exposed to neutrons. The proposed dosimeter was characterized to an Americium-Beryllium source spectrum and dose range of radiation protection interest (up to 20 mSv). Thermoluminescent albedo dosimetry and nuclear tracks dosimetry, traditional techniques found in the international literature, with materials of low cost and national production, were used. A commercial polycarbonate, named SS-1, was characterized for solid state tack detector application. The chemical etching parameters and the methodology of detectors evaluation were determined. The response of TLD-600, TLD-700 and SS-1 were studied and algorithms for dose calculation of neutron and gamma radiation of Americium- Beryllium sources were proposed. The ratio between thermal, albedo and fast neutrons responses, allows analyzing the spectrum to which the dosimeter was submitted and correcting the track detector response to variations in the radiation incidence angle. The new dosimeter is fully characterized, having sufficient performance to be applied as neutron dosimeter in Brazil.

Les champs radiatifs dans le complexe d’accélérateurs du CERN sont caractérisés par des particules mixtes avec un large spectre d’énergie. Le système de surveillance des radiations, le RadMon, a été développé pour la mesure distribuée, et en temps réel, des radiations et ses effets sur l’électronique installée dans les tunnels et les zones expérimentales. Pendant la première phase d’opération du RADMON, un problème critique a été identifié sur les mémoires SRAM utilisées comme capteurs de fluence des hadrons de hautes énergies. Un large nombre de MCU (Multiple Cell Upsets), générés par des microlatchups, ont commencé à apparaître sur les RADMONs, affectant ainsi la précision de mesure de la fluence. Une étude de la cause de cet effet a été réalisée et une solution utilisant un algorithme de détection et de correction en ligne, embarqué sur un FPGA, a été évaluée et mise en place sur les RADMONs installés dans les zones du SPS, PSB, NA62, HiRadMat, ALICE et CHARM.Par ailleurs, dans le cadre du projet CELESTA, une étude de faisabilité a été réalisée pour valider l’adaptation du RadMon à une charge utile pour des applications CubeSat de dimension 1U. Le travail de recherche a été soutenu par le service de transfert de connaissance du CERN en collaboration avec l’Université de Montpellier, le Centre Spatial Universitaire.Les tests expérimentaux ont été effectués dans le nouveau moyen de test CHARM. CHARM offre la possibilité de reproduire les champs radiatifs mixtes présents dans les installations du CERN ainsi que les basses orbites terrestres (LEO).Un module autonome de charge utile pour Cubesat a été développé et équipé avec des capteurs permettant de mesurer dose ionisante ainsi que la fluence des hadrons de haute énergie. Par ailleurs une expérience permettant de détecter des latchups a été ajoutée au module. Les résultats des tests ont permis la définition d’une nouvelle procédure pour la qualification des nano satellites au niveau des radiations sur le système. Ce travail de thèse détaille l’approche suivie pour le choix et la caractérisation des composants utilisés sur la charge utile.La charge utile de CELESTA est le premier projet du CERN sur le sujet de la science des "small satellites". Il représente la première étape d’un intérêt croissant de l’utilisation du moyen de test CHARM pour des missions en environnement spatial. / Radiation fields in the CERN accelerator complex are characterized by mixed particles with broad energy ranges. A Radiation Monitoring System, called "RadMon", was developed for the distributed, on-line measurement of the complex radiation fields and their effect on the electronics installed in areas with a harsh radiation environment. The most recent version of the RadMon revealed a critical issue soon after deployment in the tunnel and the experimental areas. Multiple Cell Upsets (MCUs) arising from microlatchup events started showing up on the SRAM-based particle flux sensors equipped by the system, ultimately affecting the measurement and resulting in corrupted data and accuracy losses. A study of the generation of this effect was performed, and a solution using an on-line detection and correction algorithm embedded on an FPGA, was evaluated and implemented on the RadMon device.Furthermore, in the framework of the project CELESTA, a feasibility study was carried out to validate the adaptation of the RadMon to a 1U CubeSat payload. The research was supported by the CERN Knowledge Transfer as a collaboration between the University of Montpellier, the Centre Spatial Universitaire and CERN. Experimental tests were performed at the new CHARM facility, which allows the characterization of small components, as well as large systems, in a mixed-field representative of the Low Earth Orbit.A stand-alone payload module for 1U CubeSats was developed and equipped withsensors of ionizing dose and high energy hadron fluence. In addition a Latchup Experiment was added on the module as part of the scientific goals of the mission. Results of experimental tests led to the definition of a new procedure for the radiation qualification of small satellites at system level. Details of the characterization and the choice of components are presented together with the approach followed.The payload is the first small satellite module ever designed at CERN. It representsthe first step of an increasing interest towards radiation qualification at CHARM of electronics for low orbit space missions.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP