Desenvolvimento e caracterização de dosímetros para monitoração individual de trabalhadores ocupacionalmente expostos à radiação combinando as técnicas de termoluminescência (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL)
Anna Luiza Metidieri Cruz Malthez
TESE
T/UNICAMP M299d
[Development and characterization of dosimeters for individual monitoring of workers occupationally exposed to radiation combining the techniques of thermoluminescence (TL) and optically stimulated luminescence (OSL)]
Campinas, SP : [s.n.], 2015.
191 p. : il.
Orientadores: Vera Lúcia da Silveira Nantes Button, Marcelo Baptista de Freitas
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Resumo: Neste estudo foi desenvolvido um dosímetro (monitor individual) para monitoração externa de indivíduos ocupacionalmente expostos à radiação (raios X e gama) que faz o uso simultâneo das técnicas de termoluminescência (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL - Optically Stimulated...
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Resumo: Neste estudo foi desenvolvido um dosímetro (monitor individual) para monitoração externa de indivíduos ocupacionalmente expostos à radiação (raios X e gama) que faz o uso simultâneo das técnicas de termoluminescência (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL - Optically Stimulated Luminescence), combinado às diferentes características dosimétricas de detectores já utilizados com a técnica TL na rotina dos Serviços de Monitoração Individual Externa (SMIEs) no Brasil (LiF:Mg,Ti ¿ TLD100, CaF2:natural, CaSO4:Dy - IPEN) e detectores utilizados com a técnica OSL, ainda pouco explorados na monitoração individual (BeO ¿ Thermalox 995) e recentemente autorizados a serem utilizados com a técnica OSL no país (Al2O3:C - Luxel). Para o desenvolvimento do monitor, diversas características intrínsecas e dosimétricas dos detectores empregando as técnicas TL e OSL em três diferentes equipamentos leitores foram avaliadas. Testes de desempenho foram aplicados ao monitor desenvolvido, conforme critérios estabelecidos no país e no exterior (CASEC e IEC, respectivamente). Os resultados obtidos demonstram que as respostas TL e OSL dos detectores dependem fortemente da configuração do leitor utilizado, da técnica empregada (TL ou OSL) e do tipo de sinal avaliado, no caso da técnica OSL (OSL total ou inicial). Assim é fundamental uma análise prévia de características intrínsecas do material, como comprimento de onda principal da emissão luminescente, tipo (inicial ou total) e magnitude (doses baixa, moderada ou alta) do sinal que será avaliado para a escolha adequada dos parâmetros do leitor (filtros, máscaras, potência, entre outros) empregando as duas técnicas. Os resultados obtidos com a técnica OSL reforçam seu uso na monitoração individual no Brasil, uma vez que estavam em acordo com a técnica TL, amplamente empregada pelos SMIEs nacionais. Além da determinação de dose individual, normalmente empregada na monitoração de trabalhadores, o dosímetro desenvolvido permite também estimar doses acumuladas ao longo do tempo, empregando a técnica OSL nos detectores de Al2O3:C ou BeO, sendo que no caso deste último, a dose única (ou individual) também pode ser determinada com a técnica TL aplicada simultaneamente no mesmo detector. Após a avaliação das respostas em energia dos detectores, um algoritmo foi desenvolvido, testado e validado para avaliar fatores de correção com respeito à energia, baseado na razão entre as respostas de um par de detectores TL e OSL. Os resultados demonstraram que as diferentes razões entre os sinais provenientes do par, permitem avaliar de forma precisa a qualidade da radiação à qual o par de detectores foi exposto. O monitor desenvolvido possui três configurações diferentes de pares de detectores, Al2O3:C/LiF:Mg,Ti, Al2O3:C/BeO e CaSO4:Dy/BeO. Ele apresenta como principais vantagens, em relação aos dosímetros já existentes em uso comercialmente, a possibilidade de poder inferir informações sobre a dose e qualidade da radiação (energia efetiva) sem a utilização de filtros e com diminuição das incertezas associadas, avaliar doses acumuladas ao longo do tempo com o mesmo dosímetro e combinar todas as características dos detectores associadas às técnicas TL e OSL, simultaneamente em um mesmo dosímetro. Os resultados dos testes de desempenho do monitor apresentaram conformidade com os critérios nacionais e internacionais estabelecidos, e contribuíram para que os critérios nacionais utilizados para a técnica TL possam ser estendidos para a técnica OSL
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Abstract: In this study a dosimeter (personal monitor) for external monitoring of individuals occupationally exposed to radiation (X and gamma rays) was developed using simultaneously thermoluminescent (TL) and optically stimulated luminescence (OSL) techniques. Intrinsic characteristics of...
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Abstract: In this study a dosimeter (personal monitor) for external monitoring of individuals occupationally exposed to radiation (X and gamma rays) was developed using simultaneously thermoluminescent (TL) and optically stimulated luminescence (OSL) techniques. Intrinsic characteristics of detectors already used with TL technique in External Individual Monitoring Services routine in Brazil (LiF:Mg,Ti ¿ TLD 100, CaF2:natural and CaSO4:Dy ¿ IPEN) were combined to detectors used with OSL technique, one less explored (BeO ¿ Thermalox 995), and other recently approved (Al2O3:C - Luxel) to be used in individual monitoring in the country (Al2O3:C - Luxel). During the monitor development, several intrinsic and dosimetric characteristics of detectors were evaluated employing TL and OSL techniques in three different reader equipments. Performance tests were applied to the developed monitor according to national and international established criteria (CASEC and IEC, respectively). The obtained results showed that the responses of TL and OSL detectors are strongly dependent on reader configuration, employed technique (TL and OSL) and, in the particular case of OSL technique, also the signal (total or initial OSL). Therefore, a previous analysis of the intrinsic characteristics of the material, as the main wavelength of the luminescent emission, the signal type (initial or total) and dose magnitude (low, moderate or high) must to be made in order to select the reader configuration (filters, power, and others) used with each technique. The results obtained with OSL technique reinforce its use in Brazil, as they were in agreement with TL technique, which is already largely used by national EIMS. In addition to the assess of individual dose, usually employed in workers monitoring, the developed dosimeter allows evaluating accumulated dose over time using OSL technique with Al2O3:C or BeO detectors, and single or individual doses can be evaluated applying TL technique simultaneously applied in the same detector. After the evaluation of the energy response of detectors, an algorithm was developed, tested and validated to assess correction factors with respect to energy, based on the ratio of the responses of a pair of TL and OSL detectors. The results confirm that the different ratios between signals from a detector pair allow to evaluate more accurately the radiation quality to that the pair of detectors were exposed. The monitor was developed with three different arrangements of pairs of detectors, Al2O3:C/LiF:Mg,Ti, Al2O3:C/BeO and CaSO4:Dy/BeO. It presents as main advantages, compared to existing commercial dosimeters in use, the possibility to infer information on the dosage and quality of radiation (effective energy) without the use of filters and reducing associated uncertainties, to assess cumulative doses over time with the same dosimeter, and to combine all features of the detectors associated with TL and OSL techniques, simultaneously, in the same dosimeter. The results of the performance tests of the developed monitor were in accordance to national and international criteria, and contributed to that the national criteria, used for TL technique, can also be extended to the OSL technique
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Button, Vera Lúcia da Silveira Nantes, 1959-
Orientador
Freitas, Marcelo Baptista de, 1971-
Coorientador
Silva, Francisco Cesar Augusto da
Avaliador
Silva, Almy Anacleto Augusto da
Avaliador
Rodrigues, Letícia Lucente Campos
Avaliador
Bernal Rodriguez, Mario Antonio, 1972-
Avaliador
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Anna Luiza Metidieri Cruz Malthez
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Anna Luiza Metidieri Cruz Malthez
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