Desenvolvimento e caracterização de leitor portátil por luminescência opticamente estimulada

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Lazzari, Rodrigo de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38025
Resumo: The OSL technique for dosimetry of ionizing radiation has been consolidated in the last decade. In this technique, the dosimetric material, after being exposed to ionizing radiation, is subjected to an external optical stimulus that leads to OSL emission. The OSL reader is equipment that allows quantifying the dose of ionizing radiation to which the sample was previously exposed, stimulating it with light at certain wavelengths, and detecting the signal emitted. Considering the growth and consolidations of the OSL technique, as well as the lack of instrumentation, mainly in the national market, this work was built and characterized an OSL reader called RAD – Radiation Dosimetry system. With a relatively low cost, compared to readers available for import, opensource software and a bold layout were used, offering great innovations in variations of options for optical stimulation (different wavelengths) and carrying out readings of different samples of materials with different stimulus modes (continuous or pulsed). Each RAD module was evaluated through stimulation LED stability, detector module stability and sensitivity tests. The characterization tests were carried out using Al2O3:C (Luxel – Landauer Inc.) and CaF2 (OSL – UTFPR films) detectors. For intercomparison, measurements were also taken of the same detectors in commercial readers, making it possible to compare the sensitivity of the RAD in relation to other equipment, the RAD reader has relatively lower sensitivity. This characteristic is related to the sources of optical stimulation. In POSL mode, the sensitivity was compared with a commercial Microstar reader (Landauer Inc), while in CW-OSL mode, the measured sensitivity was compared with the Risø reader, TL/OSL – DA20 (DTU – Nutech. In the detectors used in the tests, the lowest dose evaluated with the RAD was tens of mGy, reaching hundreds of Gy. Although in continuous mode the sensitivity is relatively lower, the cost-benefit and the advantage of reading any type and size of sample makes RAD reader notable for its use. Additionally, an increase in sensitivity can be trained by increasing the power of the stimulation source. To demonstrate the applicability of the RAD reader, the lifetime of the Al2O3:C and CaF2 detectors are measured, being compatible with the values presented in the literature (approximately 35 ms). The prototype developed is one of the few models currently existing in Brazil, already in use at LabLED (Stimulated Luminescence and Dosimetry Laboratory) from UTFPRCT.
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Considering the growth and consolidations of the OSL technique, as well as the lack of instrumentation, mainly in the national market, this work was built and characterized an OSL reader called RAD – Radiation Dosimetry system. With a relatively low cost, compared to readers available for import, opensource software and a bold layout were used, offering great innovations in variations of options for optical stimulation (different wavelengths) and carrying out readings of different samples of materials with different stimulus modes (continuous or pulsed). Each RAD module was evaluated through stimulation LED stability, detector module stability and sensitivity tests. The characterization tests were carried out using Al2O3:C (Luxel – Landauer Inc.) and CaF2 (OSL – UTFPR films) detectors. For intercomparison, measurements were also taken of the same detectors in commercial readers, making it possible to compare the sensitivity of the RAD in relation to other equipment, the RAD reader has relatively lower sensitivity. This characteristic is related to the sources of optical stimulation. In POSL mode, the sensitivity was compared with a commercial Microstar reader (Landauer Inc), while in CW-OSL mode, the measured sensitivity was compared with the Risø reader, TL/OSL – DA20 (DTU – Nutech. In the detectors used in the tests, the lowest dose evaluated with the RAD was tens of mGy, reaching hundreds of Gy. Although in continuous mode the sensitivity is relatively lower, the cost-benefit and the advantage of reading any type and size of sample makes RAD reader notable for its use. Additionally, an increase in sensitivity can be trained by increasing the power of the stimulation source. To demonstrate the applicability of the RAD reader, the lifetime of the Al2O3:C and CaF2 detectors are measured, being compatible with the values presented in the literature (approximately 35 ms). The prototype developed is one of the few models currently existing in Brazil, already in use at LabLED (Stimulated Luminescence and Dosimetry Laboratory) from UTFPRCT.A técnica de luminescência opticamente estimulada (OSL – Optically Stimulated Luminescence) para dosimetria das radiações ionizantes se consolidou na última década. Nesta técnica, o material dosimétrico, após ser exposto à radiação ionizante, é submetido a um estímulo óptico externo que leva a emissão OSL. O leitor OSL é o equipamento que permite quantificar a dose de radiação ionizante, a qual a amostra foi previamente exposta, estimulando-a com luz em certos comprimentos de onda, e detectando o sinal emitido. Considerando o crescimento e a consolidação da técnica OSL, bem como a falta de instrumentação, principalmente no mercado nacional, neste trabalho foi construído e caracterizado um leitor OSL denominado RAD – Radiation Dosimetry system. Com um custo relativo baixo, comparado aos leitores disponíveis para importação, foram utilizados softwares de código aberto e um layout arrojado, proporcionando grande versatilidade em variar parâmetros para estimulação óptica (diferentes comprimentos de onda) e realizar leituras de diversas amostras de materiais com diferentes modos de estímulo (contínuo ou pulsado). Cada módulo do RAD foi avaliado através de ensaios de estabilidade dos LEDs de estimulação, estabilidade do módulo detector e sensibilidade. Os ensaios de caracterização foram realizados utilizando detectores de Al2O3:C (Luxel – Landauer Inc.) e CaF2 (filmes OSL UTFPR). Para intercomparação, foram realizadas também, medidas dos mesmos detectores em leitores comerciais, sendo possível comparar a sensibilidade do RAD em relação aos demais equipamentos, o leitor RAD apresenta sensibilidade relativamente menor. Tal característica está relacionada as fontes de estimulação óptica. No modo POSL foi comparado a sensibilidade com o leitor comercial Microstar (Landauer Inc), já no modo CW-OSL a sensibilidade medida foi comparada com o leitor Risø, TL/OSL – DA20 (DTU – Nutech). Nos detectores utilizados nos ensaios, a menor dose avaliada com o leitor RAD foi de dezenas de mGy chegando a centenas de Gy. Embora no modo contínuo a sensibilidade seja relativamente menor, o custobenefício e a vantagem de se ler qualquer tipo e tamanho de amostra, faz com que o leitor RAD tenha seu uso destacado. Além disso, um aumento na sensibilidade pode ser estudado aumentando a potência da fonte de estimulação. Para demostrar a aplicabilidade do leitor RAD, o tempo de vida de detectores de CaF2 formam medidos, sendo compatíveis com os valores presentes na literatura (aproximadamente 35 ms). O protótipo desenvolvido é um dos poucos modelos existentes no Brasil atualmente, já em uso no LabLED (Laboratório de Luminescência Estimulada e Dosimetria) da UTFPR-CT.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Física e AstronomiaUTFPRMalthez, Anna Luiza Metidieri Cruzhttps://orcid.org/0000-0003-3109-1155https://lattes.cnpq.br/9765354310725539Viana Junior, Emilson Ribeirohttps://orcid.org/0000-0002-1883-3508https://lattes.cnpq.br/6034855461324993Malthez, Anna Luiza Metidieri Cruzhttps://orcid.org/0000-0003-3109-1155https://lattes.cnpq.br/9765354310725539Góes, Rafael Eleodoro dehttps://orcid.org/0000-0002-8887-4145https://lattes.cnpq.br/7738279782371416Kunzel, Roselihttps://orcid.org/0000-0003-0020-8189http://lattes.cnpq.br/6662626014913141Lazzari, Rodrigo de2025-08-27T16:53:50Z2025-08-27T16:53:50Z2024-11-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfLAZZARI, Rodrigo de. Desenvolvimento e caracterização de leitor portátil por luminescência opticamente estimulada. 2024. Dissertação (Mestrado em Física e Astronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38025porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2025-08-28T06:13:31Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/38025Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2025-08-28T06:13:31Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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