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Detectores de Radiação e Controle de Qualidade Msc. José Luiz Bruçó CIDRA-FFCLRP-USP MRA- Indústria.

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1 Detectores de Radiação e Controle de Qualidade Msc. José Luiz Bruçó CIDRA-FFCLRP-USP MRA- Indústria.

2 Introdução n Grandezas n Detectores de Radiação n Controle de Qualidade

3 Unidades de Radiação n Radioatividade n Exposição n Proteção Radiológica n Energia

4 Radiaotividade n Instável n Características –Meia-vida –Tipo de Emissões –Energia Tc – Tecnetium Número Atômico: 43 Massa Atômica : 98

5 Unidades de Radiatividade n Atividade: Número de desintegrações nucleares de seus átomos/unidade de tempo. n Becquerel (Bq): Unidade do SI –1 Bq = 1 desintegração por segundo. – Multiplos kBq & MBq n Curie (Ci) : Atividade de 1 g de Rádio: 1 Ci = 3.7 x10 10 Bq –Multiplos: mCi & uCi

6 Decaimento n Decaimento é um processo espontâneo n Cada radionuclideo tem uma taxa média de decaimento próprio n Constante de decaimento = = 0.693/T1/2 A t = A 0 e - t n Tc-99m tem T1/2 de 6 horas.

7 Meia-vida n Tempo requerido para um radionuclideo decair para 50% da atividade inicial (T1/2)

8 Energia n Elétron-Volt (eV) –Energia adquirida por um eletron quando é acelerado por um potencial elétrico de 1 volt. Unidades: keV & MeV –1 eV = 1, J

9 Espectro de Energia n Espectro típico de um número de desintegrações detectados versus energia nos eventos. Espectro de energia do Cs 137

10 Exposição n Definição: Quantidade de cargas eletricas produzidas por ionização no ar, por raios-X e Gama por unidade de massa do ar. n Unidade: Inicialmente R n Atualmente: C/kg (SI) n 1R = 2,58 x C/kg. n Para radiografar 1 abdomem 0,15 mC/kg = 0,6R.

11 Proteção Radiológica n Dose absorvida Energia média cedida por unidade de massa qq. tipo de radiaçao ioniante e para qq meio. Unidades: rad & Gray (Gy) (1975) n 1 Gy = 1J/kg=100 rad n Dose tipica em tumor: 2 Gy = 200 rad por aplicaçao n Dose equivalente n fator de qualidade Unidades: rem & sievert (Sv) (1979) n 1Sv = (1 Gray)(fator de qualidade) n Dose equivalente típica recebida pela radiação natural ao longo de 1 ano é de 1 mSv = 100 mrem

12 Tipos de Detectores n Filmes n Semicondutores n Tld n Câmaras de ionização n Calibrador de dose n Contadores Geiger

13 Emulsão Fotográfica n Qualquer partícula ou radiação ionizante provocará a ativação e, depois de revelada, o enegrecimento de uma chapa fotográfica, podendo-se utilizar a intensidade de enegrecimento para medir a atividade. n Utilização: 1.Mapeamento radiográfico 2.Dosímetria pessoal 3.Radiografia. Tecnologia Nacional

14 FITA DE CALIBRAÇÃO Tecnologia Nacional

15 DENSITÔMETRO Tecnologia Nacional

16 Detectores Semicondutores n Área reduzida n Grande sensibilidade (cerca de vezes mais sensível que a câmara de ionização). n Elevado Ruído. n Eletrônica simplificada

17 CRONÔMETRO Tecnologia Nacional

18 Materiais Termoluminescentes n Baseia-se na propriedade de alguns materiais de segurar o elétron em um estado metaestável. Este elétron volta ao estado inicial após o fornecimento de calor com a emissão de luz, esta é então detectada pelo sistema fotomultiplicador e contador. n Principais materiais: CaSO 4 :Dy ; LiF: Mg,Ti; LiF:CuP ; CaF 2 ;

19 Termoluminescência em dosimetria

20 n Medir o percentual da dose em profundidade; n Monitoramento de dose em pacientes; n Monitoramento da dose nas cavidades do corpo; n Medida da energia dos elétrons e Raios-X; n Aplicado na Geologia e Arqueologia; n Monitoramento Individual Externo. Termoluminescência em dosimetria Aplicações do TLD

21 Pastilhas de CaSO 4 :Dy n Tecnologia do IPEN/CNEN repassada para a MRA com apoio da FAPESP-PIPE e CIDRA n já em produção.

22 Calibrador de dose n Analisa radioatividade em Radiofarmacos. n Unidade de leitura em Curie –microCurie : uCi –milliCurie: mCi

23 Exemplo de calibrador de dose

24 Contador de Cintilações n usado para contar desintegrações de um dado radiofarmaco, em pacientes ou em tubos. n Unidade de desintegrações –desintegrações por segundo (dps) –Contagens por segundo (cps) –contagens por minuto (cpm)

25 Espectros de absorção e fluorescência. n Cintilador primário: (PPO) 2,5-difenilloxazol rendimento quântico:1.0 Cintiladores secundários: 1,4-bis-(5-feniloxazol-il)- benzeno (POPOP) de rend. Quântico 0.93 e 1,4- bis-(4-metil-5-feniloxazol- 2-il)-benzeno (DM- POPOP). n Resposta do fotomultiplicador em torno de 410 nm Tecnologia Nacional

26 Contador de Cintilações

27 Câmara de Ionização n Dois eletrodos separados por um volume de gás. Partículas gás: ar Partículas gás: cripton ou xenon sob pressão n Preciso e rápido n A tensão de polarização é ajustada para evitar recombinação e formação de novos pares de ions. Tecnologia Nacional

28 Faixa de polarização Tecnologia Nacional

29 Câmara de ionização. n Câmara de ionização de placas paralelas para a faixa de radiodiagnóstico, desenvolvida pelo projeto PIPE – FAPESP através do intercâmbio MRA - CIDRA-USP. Tecnologia Nacional

30 Câmara de Ionização 0,6 cc n Detalhe da câmara de ionização para feixe direto tipo Farmer 0,6cc. n Desenvolvida através do projeto PIPE-FAPESP Tecnologia Nacional

31 Canetas Dosimétricas n As canetas dosimétricas são câmaras de ionização capacitivas. n Encontradas em várias escalas e sensibilidades. n Método rápido e muito barato. n Fornece dose integrada, muito utilizada para controle em áreas de alto risco. n Necessita apenas de um carregagor dosimétrico.

32 Curva Dependência Energética caneta e carregamento

33 Detector Geiger n Usado para detectar radiações n Leitura em unidades de Exposição n Roentgen por hora: R/h. n Os equipamentos com escalas em R serão retirados de uso!!!!

34 Contador Geiger n Tensão de trabalho: 500 a 900 V. n Gás Halogênio n Eletrônica simplificada. n Duração do impulso:50 a 100 µS. n Vida útil de impulsos. Tecnologia Nacional

35 Características n Tempo morto alto. Excelente sensibilidade a, mas para é inferior ao contador de cintilação. n Não é possível discriminar a altura dos pulsos. n Não há correção prática das perdas por coincidência. Tecnologia Nacional

36 Curva de sensibilidade à Gamma n A saturação ocorre em função do tempo morto. Tecnologia Nacional

37 ESCALA DO GALVANÔMETRO Tecnologia Nacional

38 Detector Geiger G1I Tecnologia Nacional

39 GEIGER - G1E Tecnologia Nacional

40 MONITOR DE ÁREA – G1A Tecnologia Nacional

41 MONITOR DE ÁREA – G1A Tecnologia Nacional

42 GEIGER - GPE 500 Para medidas na faixa de 0,01 mR/h à 500 mR/h em 04 escalas Tecnologia Nacional

43 GEIGER - GP 500 Tecnologia Nacional

44 Eficiência de Emissão da Fonte Emissor Radiativo Energia (MeV) EsEs Alfa0,25 Beta (0,15 < E <0,4 0,25 Beta (E ß max 0,4)0,5 Tecnologia Nacional

45 A s = Atividade Superficial em Bq.cm 2 N = Leitura do Instrumento (cpm) N 0 = Leitura da Radiação de Fundo (cpm) E i = Eficiência de Emissão da Fonte W = Área do detector LND 712 = 0.65 cm 2 LND 7311 = 15,5 cm 2 Atividade Superficial

46 Eficiência do Instrumento FonteDistância Fonte-Detector (cm) Eficiência E i E (MeV) Emis- sor 241 Am0,30,255,443 5,486 Alfa 14 C0,30,130,156Beta 99 Tc0,30,230,293Beta 137 Cs0,30,390,511 1,173 Beta 36 Cl0,30,400,709Beta 90 Sr + 90 Y0,30,370,546 2,284 Beta Tecnologia Nacional

47 Monitor de Radiação MRA 7027 n Monitor de Área digital com mostrador de Cristal Líquido. n Operação local ou em Rede, via computador supervisório n Aceita vários tipos de sonda n Funciona como taxa de contagem ou taxa de exposição e taxa de dose Alarmes visuais e sonoros Correção do tempo morto estendendo a faixa de operação do detector.

48 Monitor de rejeitos Hospitalares MRH n Monitor digital, Tecnologia IEN/CNEN e transferida para MRA disponibilizar ao mercado. n Operação Local e em rede, via computador supervisório, com até 4 monitores em rede. n Detector de NaI(Tl) n Faixa de Energia detectada de 50keV a 2MeV n Atividade mínima detectada para 123 I : 80µCi Tecnologia Nacional

49 Monitor Inteligente de Radiação 7028

50 Monitor Inteligente de Radiação MIR 7028 n Portátil n Sonda Interna para medidas de taxa de dose, dose equivalente ambiente H*(10), para raios X e gama n radiação de fundo até 50 mSv/h n Possibilita a ligação de sonda Panqueca para medidas de contaminação.

51 Controle de Qualidade n Checar a instrumentação de rotina n Assegurar a precisão dos equipamentos n Diária, semanal, mensal, anual

52 Calibrador de dose n Diário n Constância n Pode-se utilizar uma fonte de Cs 137

53 Dose Calibrator QC

54 Contador de Cintilações e câmaras de ionização n Diário n Background, Checar a calibração, Sensitividade n Cs-137 fonte selada

55 CQ de um contador de cintilações

56 CQ de uma câmara de ionização

57 Contadores Geiger n Diário n Cheque Bateria, cheque com uma fonte selada n varie a distância da fonte ao detector e verifique a variação

58 CQ de detectores Geiger

59 Novos Projetos n kVp portátil e câmara de ionização para a faixa de Radiodiagnóstico. PIPE-FAPESP n Construção da instalação Radiativa na empresa. n Desenvolvimento de novos detectores TLDs FAPESP-PIPE n Montagem do Laboratório de Controle de Qualidade e Desenvolvimento de Detectores de Radiação. PIPE-PAPPE- FAPESP Tecnologia Nacional

60 Desenvolvimento de Metodologia para Controle de Qualidade de Sangue Irradiado com Equipamentos de Teleterapia Coordenado pelo Dr. Evamberto Garcia de Góes

61 METROBRAS Centro de Pesquisas em metrologia

62 n Fundada em 1988 n Maior Fabricante de Detectores de Radiação Ionizante da América do Sul. n Convênios com HCFMRP; FFCLRP- USP; IPEN/CNEN; IEN/CNEN. M.R.A. INDÚSTRIA DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS LTDA.

63 Alguma dúvida?


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