A carregar...
Publicação
Characterization of radiation beams for metrology in Radiological Protection by X-ray spectrometry
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 13.79 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Ensuring accurate metrological verification of ionizing radiation monitoring equipment
is a crucial task in the area of radiological protection of exposed workers and patients
subjected to ionizing radiation. This work aims to enhance the metrological verification of
X-ray detection equipment at the Portuguese Metrology Laboratory of Ionizing Radiation
(Laboratório de Metrologia de Radiações Ionizantes, LMRI), located at the Technological
and Nuclear Campus of Instituto Superior Técnico, University of Lisbon. The study
explores the application of X-ray spectrometry employing cadmium telluride detectors
to perform systematic studies on the properties of the X-ray beams available at LMRI
allowing for the extension of calibration conditions beyond those currently available.
For this purpose, the energy spectra of the beams were measured as a function of the
distance from the source, tube current and acceleration voltage. Monte Carlo methods
were employed to assess the detector’s response to monoenergetic radiation and to build a
response function matrix for reconstructing continuous X-ray spectra from the measured
data using deconvolution algorithms. As an additional asset, methods for determining
the spectral endpoint were implemented based on a machine learning algorithm offering
an alternative approach to precisely determine the acceleration potential of the X-ray tube.
O controlo metrológico legal dos instrumentos de medição de radiações ionizantes assegura a qualidade metrológica de medidas importantes para a proteção radiológica de trabalhadores expostos e pacientes sujeitos a exposição médica. Este trabalho destina-se ao aperfeiçoamento das operações de verificação metrológica, asseguradas a nível nacional pelo Laboratório de Metrologia de Radiações Ionizantes (LMRI) do Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa. Neste trabalho, a espectrometria de radiação X com recurso a um detetor de telureto de Cádmio foi implementada e explorada para caracterização dos feixes de radiação de referência do LMRI, permitindo ampliar as condições de utilização dos feixes em relação à prática atual. A matriz de resposta do detetor, construída com base em simulações do transporte de radiação pelo método de Monte Carlo e validada por medições com fontes monoenergéticas, foi utilizada para calcular a distribuição energética dos fotões a partir do sinal medido (desconvolução). A distribuição energética de feixes de raios X do LMRI foi medida em diversas condições de exposição quanto à filtração do feixe, distância em relação à fonte, intensidade da corrente no filamento e potencial de aceleração na ampola. Adicionalmente, foi desenvolvida uma nova metodologia para a determinação do potencial de aceleração da ampola de raios X com base na aplicação de algoritmos de machine learning dispensando o processo de desconvolução.
O controlo metrológico legal dos instrumentos de medição de radiações ionizantes assegura a qualidade metrológica de medidas importantes para a proteção radiológica de trabalhadores expostos e pacientes sujeitos a exposição médica. Este trabalho destina-se ao aperfeiçoamento das operações de verificação metrológica, asseguradas a nível nacional pelo Laboratório de Metrologia de Radiações Ionizantes (LMRI) do Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa. Neste trabalho, a espectrometria de radiação X com recurso a um detetor de telureto de Cádmio foi implementada e explorada para caracterização dos feixes de radiação de referência do LMRI, permitindo ampliar as condições de utilização dos feixes em relação à prática atual. A matriz de resposta do detetor, construída com base em simulações do transporte de radiação pelo método de Monte Carlo e validada por medições com fontes monoenergéticas, foi utilizada para calcular a distribuição energética dos fotões a partir do sinal medido (desconvolução). A distribuição energética de feixes de raios X do LMRI foi medida em diversas condições de exposição quanto à filtração do feixe, distância em relação à fonte, intensidade da corrente no filamento e potencial de aceleração na ampola. Adicionalmente, foi desenvolvida uma nova metodologia para a determinação do potencial de aceleração da ampola de raios X com base na aplicação de algoritmos de machine learning dispensando o processo de desconvolução.
Descrição
Palavras-chave
X-ray spectrometry Metrology Radiological protection Radiology Monte Carlo simulations Deconvolution algorithm X-ray detector response