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Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18734
Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo de dose em linhas de luz síncrotron
Título(s) alternativo(s): Dose study in synchrotron beamlines
Autor: França, Tayane Tanure 
Primeiro orientador: Gonçalves, Marcos Vinicius Colaço
Primeiro coorientador: Barroso, Regina Cély Rodrigues
Primeiro membro da banca: Soares, Alessandro Facure Neves de Salles
Segundo membro da banca: Magalhães, Luís Alexandre Gonçalves
Terceiro membro da banca: Silva, Andrea Mantuano Coelho da
Resumo: Uma fase inicial crítica para qualquer linha de luz envolve testes detalhados de caracterização e comissionamento. O desenvolvimento de laboratórios síncrotrons de alto brilho ao redor do mundo tem oferecido aos usuários feixes de raios X com dimensões cada vez menores e fluxos cada vez maiores. Em consequência, a dose que é entregue às amostras passa a ser uma preocupação ainda maior quando os objetos de estudos são materiais de interesse biológico. Teoricamente, para altas densidades de fluxos de raios X, existe uma relação entre a dose (ou taxa de dose) e os danos estruturais induzidos. As estimativas dosimétricas são o primeiro passo para minimizar o risco de danos por radiação. Este trabalho tem o objetivo de contribuir para o tema de dosimetria em feixes síncrotrons, estimando a taxa de dose em água a partir da simulação do espectro de raios X síncrotron para três gerações diferentes de anéis de armazenamento. A medida direta do espectro de raios X incidente é muito difícil uma vez que a taxa de fluxo diferencial de fótons é ordens de magnitude superiores às capacidades dos materiais detectores convencionais e do hardware de análise de altura do pulso. Como alternativa, o espectro foi estimado a partir de um modelo teórico usando o programa SPECTRA versão 11.0. Nos concentramos em quantidades relacionadas com o feixe de raios X: fluxo (densidade do fluxo, fluxo integrado, etc.), qualidade do feixe, potência, que estão relacionadas a grandezas físicas dosimétricas básicas, tais como fluência, kerma no ar e dose absorvida por tecidos moles. A metodologia proposta foi testada usando os parâmetros experimentais de três fontes síncrotron de diferentes gerações, UVX, Elettra e Sirius de modo a estimar a dose em uma amostra biológica. A mesma metodologia foi aplicada em um experimento real em que a morfologia do girino Thoropa miliaris foi estudada usando a técnica de microtomografia nas linhas de luz SYRMEP e IMX. Os resultados obtidos mostram a necessidade de otimização dos experimentos com amostras biológicas de modo a diminuir a dose entregue à amostra mantendo o compromisso de qualidade da imagem gerada.
Abstract: A critical initial phase for any beamline involves detailed characterization and commissioning tests. The development of high-brightness synchrotron laboratories around the world has provided users with X-ray beams with ever smaller dimensions and ever increasing fluxes. As a result, the dose that is delivered to the samples becomes an even greater concern when the objects of study are materials of biological interest. Theoretically, for high densities of X-ray fluxes, there is a relationship between the dose (or dose rate) and induced structural damage. Dosimetric estimates are the first step in minimizing the risk of radiation damage. This work aims to contribute to the topic of dosimetry in synchrotron beams, estimating the dose rate in water from the simulation of the synchrotron X-ray spectrum for three different generations of storage rings. Direct measurement of the incident X-ray spectrum is very difficult as the differential photon flux rate is orders of magnitude greater than the capabilities of conventional detector materials and pulse height analysis hardware. Alternatively, the spectrum was estimated from a theoretical model using the SPECTRA version 11.0 program. We focus on quantities related to the X-ray beam: flux (flux density, integrated flux, etc.), beam quality, power, which are related to basic dosimetric physical quantities such as fluence, air kerma and absorbed dose by soft tissue. The proposed methodology was tested using the experimental parameters of three synchrotron sources of different generations, UVX, Elettra and Sirius, in order to estimate the dose in a biological sample. The same methodology was applied in a real experiment in which the morphology of the tadpole Thoropa miliaris was studied using the microtomography technique in the SYRMEP and IMX beamlines. The results obtained show the need to optimize experiments with biological samples in order to reduce the dose delivered to the sample while maintaining the commitment to the quality of the generated image.
Palavras-chave: Radiation dosimetry
Synchrotron radiation
Tadpoles - X-Ray microtomography
Dosimetry
Dose rate
Microtomography
Radiação – Dosimetria
Radiação sincrotrônica
Girino – Microtomografia por raio X
Dosimetria
Taxa de dose
Radiação Síncrotron
Microtomografia
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA NUCLEAR
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Física Armando Dias Tavares
Programa: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: FRANÇA, Tayane Tanure. Estudo de dose em linhas de luz síncrotron. 2022. 76 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Instituto de Física Armando Dias Tavares, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18734
Data de defesa: 17-Fev-2022
Aparece nas coleções:Mestrado em Física

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