Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 12889.pdf: 3125642 bytes, checksum: b56aa69cfba2da94049299248d6af43e (MD5) / Tese (Doutoramento) / IEA/T / University of London - Dept. of Chemistry

Este trabalho teve como objetivo validar uma ferramenta computacional para a realização de simulações da interação de elétrons e da radiação X com a matéria, utilizando o método de Monte Carlo para possíveis estudos em radiologia diagnóstica. Para esse propósito, foi desenvolvido um programa computacional que simula a produção de radiação de um equipamento de raios X, com a finalidade de obter a distribuição de energia dos fótons que alcançam uma determinada região de interesse, sem a necessidade de medições experimentais. Outra tarefa realizada neste trabalho foi o cálculo da resposta de um detector do tipo CdTe, para possibilitar a correção de espectros medidos com esse detector em experimentos na faixa de energia de radiodiagnóstico. A ferramenta computacional escolhida para essas aplicações foi o Geant4, que é um conjunto de programas de distribuição livre relativamente novo e que é utilizado para simulações da interação da radiação com a matéria. Um dos principais diferenciais do Geant4 é o emprego da tecnologia de programação orientada a objetos e de técnicas avançadas de engenharia de software. Os resultados da etapa de simulação de espectros de energia produzidos por um equipamento de raios X mostram que o Geant4 pode ser utilizado para esta aplicação, mas com ressalvas na simulação de espectros de raios X com alvos com molibdênio para a região de mamografia, que é a situação onde as diferenças dos rendimentos de raios X característicos dos espectros simulados com os seus respectivos espectros de referência são maiores. Na etapa de simulação da detecção da radiação X por um detector do tipo CdTe são apresentados resultados com excelente acordo com os dados de referência. As diferenças encontradas devem ser mais influenciadas pelos efeitos de armadilhamento de cargas e do comportamento do campo elétrico no interior do cristal do detector, que são específicos para este detector e não fazem parte dos modelos físicos fornecidos pelo Geant4. Desta forma, a validação do Geant4 realizada neste trabalho mostrou algumas das possibilidades de uso desta versátil ferramenta na área de radiologia diagóstica. / The aim of this work was the validation of a computational tool applied in simulations of electrons and X ray interactions with matter, using the Monte Carlo method for possible studies in diagnostic radiology. To perform this task, a computational program was developed to simulate the radiation production of a X ray equipment, with the purpose of obtaining the photon energy distribution which comprehends the region of interest, without the necessity of experimental measurements. Another task carried through in this work was the calculation of a CdTe detector response, which was used in the correction of measured spectra with energy distribution typically found in diagnostic radiology. The employed computational tool was Geant4, which is a free distribution set of computational programs used for simulation of the passage of particles through matter. One of the main differentials of Geant4 is the exploitation of advanced software-engineering techniques and object-oriented technology. The results of the simulation of energy spectra produced by a X ray equipment show that Geant4 can be used for this application, but with restrictions concerning the simulation of X ray spectra from molybdenum targets in the mammography energy range. This is the situation where the differences of the characteristic X ray yield between the simulated and reference spectra are more pronounced. For the simulation of X ray measurements with a CdTe detector, the results showed excellent agreement with the reference data. In this case the discrepancies must be originated mainly by effects of charge trapping and the nonuniformity of the electric field inside the CdTe crystal. In resume, the validation of the Geant4 carried through in this work showed some of the possibilities for the use of this versatile tool in diagnostic radiology.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06631.pdf: 7171449 bytes, checksum: 14579bbc0c3bfbe0058e6387b09d94f4 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11109.pdf: 12432310 bytes, checksum: c0a31703a7116daea7b5d40b3ca371f2 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O material (pó) de nanofase de Ce0,9W0,1O2 foi sintetizado por coprecipitação de oxalatos de cério (IV) e cátions de tungstênio (IV). A redução da platina (2%) foi feita pelo método da redução por álcool, utilizando uma solução de ácido hexacloroplatínico (H2PtCl6.6H2O) como fonte do metal, óxido de cério dopado com tungstênio (Ce0,9W0,1O2) utilizado como suporte e, uma solução de etilenoglicol/água (75/25, v/v) como solvente e agente redutor. Os materiais 2%Pt-Ce0,9W0,1O2 foram misturados em Pt/C E-TEK 20%, utilizando-se processo de mistura física para produzir os eletrocatalisadores de 20%Pt-(2%Pt-Ce0,9W0,1O2)/C. Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX) acoplado à microscopia eletrônica de varredura (MEV), análises de difração de raios X (DRX), e microscopia eletrônica de transmissão (MET). O conjunto eletrodos-membrana (MEAs) foram preparados para o ânodo com cargas iguais a 0,401, 0,364, 0,328 mg Pt cm-2 de eletrocatalisadores 20%Pt-(2%Pt-Ce0,9W0,1O2)/C produzidos. No cátodo foi usada uma carga de 0,4 mg Pt cm-2 de eletrocatalisador Pt/C ETEK. A polarização anódica foi realizada para oxidação de H2/CO (100 ppm de CO). A tolerância ao CO foi estudada utilizando o processo eletroquímico (stripping de CO e medidas de curvas de polarização). Os resultados obtidos mostraram que a oxidação de CO adsorvido a CO2 na superfície de platina ocorre em potenciais menos positivos mostrando tolerância ao CO adsorvido nestes eletrocatalisadores (20%Pt-(2%Pt-Ce0,9W0,1O2)/C (50:50, 60:40 e 70:30)) a uma temperatura de 85 ºC e com pressão absoluta de 2 bar para ânodo e cátodo, comparado com Pt/C E-TEK 20%. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Com a aprovação da Política Nacional de Resíduos Sólidos, a política de sustentabilidade tende ao reaproveitamento de resíduos, em seu ciclo ou destinação final ambientalmente adequada. Neste contexto, são apresentados neste trabalho, estudos do processo de separação de materiais metálicos e não metálicos encontrados em placas de circuito impresso de microcomputadores e a caracterização dos elementos químicos presentes. Para isto efetuou-se a trituração primária (moagem) das placas de circuito impresso, classificação granulométrica, separação de elementos metálicos e não metálicos utilizando separadores, magnético e eletrostático, separação gravimétrica com o uso de clorofórmio e bromofórmio. Para caracterização dos elementos metálicos e não metálicos, foram utilizadas as técnicas de Espectrometria de fluorescência de Raios X e Espectrometria de infravermelho. Os separadores eletrostático e eletromagnético não foram efetivos na separação de placas de circuito impresso para granulometrias inferiores a 9 Mesh. A separação dos elementos metálicos e não metálicos das amostras com granulometrias inferiores a 9 Mesh, teve eficiência parcial utilizando o clorofórmio, mas mostrou-se efetiva com a utilização do bromofórmio. Embora a separação gravimétrica, não tenha sido efetiva, as amostras foram caracterizadas. Para obter uma melhor separação dos elementos presentes na amostra de não metálicos, procedeu-se a trituração secundária (moagem) desta amostra, resultando na desagregação e separação efetiva. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 12889.pdf: 3125642 bytes, checksum: b56aa69cfba2da94049299248d6af43e (MD5) / Tese (Doutoramento) / IEA/T / University of London - Dept. of Chemistry

A dosimetria de pacientes associada à avaliação das condições de funcionamento dos equipamentos médicos e aos procedimentos empregados na realização dos exames, desempenha um papel fundamental no sistema de proteção radiológica das exposições médicas. Nesse sentido, foi realizado um levantamento em grande escala das doses recebidas pelos pacientes submetidos a exames radiológicos convencionais realizados em uma amostra representativa de estabelecimentos de saúde do estado de São Paulo. Nesse levantamento foi empregado um kit dosimétrico postal originalmente desenvolvido, que permitiu a determinação da dose de entrada na pele (DEP) através da técnica de dosimetria termoluminescente. Paralelamente foram realizadas visitas in-loco a uma sub-amostra de estabelecimentos, onde as condições de funcionamento dos equipamentos de raios X médicos e do sistema de imagem foram avaliadas empregando-se procedimentos e equipamentos já estabelecidos em protocolos de controle de qualidade. O estudo completou-se com a elaboração de um catálogo de espectros na faixa de energia do radiodiagnóstico, que, através de procedimento desenvolvido, permitiu inferir espectros equivalentes em equipamentos médicos. Na determinação dos espectros foi empregado um detector semicondutor de telureto de cádmio e zinco (CdZnTe), cujas curvas de eficiência e escape foram determinadas experimentalmente para realização do processo de correção dos espectros (stripping procedure). O processo de amostragem de estabelecimentos de saúde realizado neste estudo permitiu verificar a distribuição de equipamentos de diagnóstico por imagem e a freqüência de exames radiológicos no estado de São Paulo. A partir desses resultados foram escolhidos os exames de tórax, crânio (e seios da face) e coluna para avaliação de DEP, uma vez que os mesmos apresentam as maiores freqüências anuais de exames por 1.000 habitantes: 100, 46 e 29, respectivamente. Na técnica de amostragem dos estabelecimentos de saúde incluídos neste estudo foi empregado como critério de estratificação a quantidade anual de exames radiológicos associados ao município de localização do estabelecimento. Do total de 200 estabelecimentos sorteados, 50 participaram da primeira etapa e 38 da segunda. Um total de 83 salas de exames (ou equipamentos) e 868 pacientes foram incluídos, e um conjunto de 1415 valores de DEP foi determinado. O resultado da distribuição dos valores de DEP permitiu determinar os chamados níveis de referência, que, no caso de pacientes adultos, se mostraram bastante semelhantes aos encontrados em outros estudos internacionais. No caso de pacientes infantis, a situação é bem diferente, obtendo-se valores pelo menos 2 vezes superiores a outros recomendados internacionalmente para a radiografia infantil mais freqüente (tórax). Esse fato sugere que as práticas empregadas na realização dos exames devem ser revisadas e que recomendações específicas a esse grupo de pacientes, a partir de estudos dirigidos, sejam publicadas. Constatou-se também alguns casos de DEP elevada pelo uso desnecessário de radioscopia de localização. Os testes de desempenho dos equipamentos e a avaliação das imagens realizadas sugerem que há possibilidade de melhoria das condições de realização dos exames, sem perda de informação diagnóstica presente na imagem e com redução das doses. Alguns espectros de raios X determinados experimentalmente apresentaram divergência em relação a outros catálogos já estabelecidos, numa faixa específica de energia do espectro (entre 25 e 40 keV). Para a sua utilização em situações práticas há necessidade de algumas correções na curva de eficiência, o que não inviabiliza a metodologia e os procedimentos estabelecidos. De forma geral, os resultados encontrados neste estudo permitem traçar um panorama das exposições médicas em radiologia convencional no estado de São Paulo, contribuindo para o aperfeiçoamento de futuras pesquisas que sejam realizadas na área, ou mesmo, para a implementação de políticas públicas. / Patients dosimetry, associated with the assessment of the performance of the radiological equipment and of the series of procedures employed in the accomplishment of the examinations, plays fundamental role in the radiation protection system of medical exposures. Therefore, a large-scale survey of absorbed doses was carried out in health services localized in the state of São Paulo, including patients submitted to conventional radiological examinations. In this survey a postal dosimetric kit, originally developed, was employed. It allows the evaluation of the entrance surface dose (ESD) to patients with thermoluminescence dosimeters. Also a series visits to a sub-sample of services was carried out, giving rise to the in-loco evaluation of the performance of the medical x-ray equipment and of the image system, using procedures and equipments already established in protocols of quality control. The study is completed with the elaboration of a catalogue of x-ray spectra, which provides means to infer the spectra generated by medical x-ray equipments. Measurements of x-ray spectra were carried out with a cadmium zinc telluride detector (CdZnTe), and the stripping procedure was performed taking into account both the contributions of efficiency and x-ray escape fraction, experimentally determined in this work. The stratified sampling technique furnished important data on the distribution of equipments and the annual frequency of examinations performed in the state of São Paulo. From these results radiological examinations of the chest, skull and sinus, and spine were selected for the evaluation of ESD, as their annual frequencies are the highest observed: 100, 46 and 29 per thousand inhabitants, respectively. The number of x-ray examinations carried out annually in the cities of the state was employed as the stratification criterion to construct the sample. From a total of 200 health services sampled, 50 agreed to participate of the first stage, and 38 of the second. A total of 83 rooms (or x-ray equipments) and 868 patients was included, and a set of 1415 values of ESD was measured. Diagnostic reference levels were determined with the outcomes of the distribution of ESD. For adult patients, the reference levels achieved are very similar to others obtained in international surveys. However, as far as pediatric patients are concerned, the situation is very different: the values found in this survey are twice larger than the international recommendations to chest radiography of children. This points out that the practices need to be revised and that specific recommendations to this patient group, following specific surveys, should be provided. Also, a series of high ESD values due to unnecessary localizing radioscopy were detected among our data. The results of the equipment performance tests and of the evaluation of image quality suggest that it is possible to improve the conditions of the examinations and to reduce doses to patients, without impairment of the diagnostic information. Some of the experimentally determined x-ray spectra show a discrepancy, when compared to other catalogue spectra, in a particular energy range 25 to 40 keV. The practical application of them will require some corrections in the efficiency curve, but the established methodology and procedures remain legitimate. In an extensive approach, the results of this study supply a panorama of medical exposures in conventional radiology in the state of São Paulo, contributing with resources to future research in the field and also to governmental actions.