Uso de diodos epitaxiais de Si em dosimetria de f??tons

• Autor(a) principal: PEREIRA, LILIAN N.
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10581
• topic: silicon diodes; epitaxy; si semiconductor detectors; electron beams; x-ray diffraction; photon beams; dosimetry; radiation dose units; photon computed tomography; on-line measurement systems; image processing

Neste trabalho s??o apresentados os resultados da caracteriza????o dosim??trica de dois diodos especiais de sil??cio, resistentes a danos de radia????o, crescidos pelo m??todo epitaxial com vistas a sua aplica????o na monitora????o em tempo real de feixes de f??tons de qualidades de radiodiagn??stico convencional, mamografia e tomografia computadorizada, no intervalo de tens??o de 28 kV a 150 kV. Os dispositivos utilizados, um submetido ?? pr??-dose de 200 kGy de raios gama do 60Co no Centro de Tecnologia das Radia????es (CTR) do IPENCNEN/ SP, e outro sem qualquer irradia????o pr??via, foram processados na Universidade de Hamburgo a partir de uma camada epitaxial com 50 μm de espessura. Apenas para compara????o, um diodo de Si crescido por fus??o zonal padr??o foi tamb??m estudado. As irradia????es foram realizadas no Laborat??rio de Calibra????o de Instrumentos (LCI) do IPEN/CNEN-SP, onde est?? instalado um gerador de radia????o X, Pantak-Seifert, Isovolt 160 HS, cujas qualidades de radia????o foram verificadas por c??maras de ioniza????o padronizadas. Os diodos foram ligados a um eletr??metro Keithley 6517B em modo fotovoltaico, com a dist??ncia do ponto focal do gerador aos diodos mantida em 1 m. Os principais par??metros dosim??tricos das amostras foram avaliados de acordo com a norma IEC61674. Os coeficientes de calibra????o dos diodos em termos do kerma no ar tamb??m foram determinados. Os diodos apresentaram excelente estabilidade de resposta em curto prazo para as qualidades estudadas, com coeficientes de varia????o em corrente equivalentes e n??o superiores a 0,3%. O comportamento das fotocorrentes em fun????o da taxa de dose foi linear para os tr??s dispositivos no intervalo de 0,8 a 77,2 mGy/min. As curvas carga-dose obtidas pela integra????o dos sinais de corrente tornaram evidente a aus??ncia de depend??ncia energ??tica para feixes de mamografia e de radiodiagn??stico at?? 70 kV. O diodo epitaxial sem pr??-dose apresentou maior sensibilidade em corrente e em carga em rela????o aos demais, com queda neste par??metro de 8% ap??s receber dose acumulada de 49 Gy. At?? este limite de dose, as correntes de fuga dos dispositivos mantiveram-se est??veis em cerca de 0,4 pA ao longo das irradia????es, sendo menores por um fator at?? 104 em rela????o ??s correntes em condi????o de irradia????o. A varia????o da resposta direcional de ambos diodos para o intervalo de ?? 5?? foi inferior a 0,1 % e seus coeficientes de calibra????o para os feixes estudados foram determinados a partir dos padr??es de refer??ncia do LCI. As altera????es das caracter??sticas el??tricas das amostras em fun????o de danos de radia????o foram tamb??m estudadas e n??o revelaram altera????o significativa para tens??o de polariza????o nula. Com base nos resultados obtidos at?? o presente e considerando as recomenda????es da norma IEC 61674, pode-se afirmar que diodos epitaxiais sem pr??-dose e com pr??-dose podem ser empregados de forma confi??vel na dosimetria de feixes de radia????o eletromagn??tica para imagens m??dicas at?? o limite de dose acumulada de 10 Gy e acima de 206 kGy, respectivamente.