Dosimetria de el??trons em processos de irradia????o com diodos resistentes a danos de radia????o

• Autor(a) principal: SANTOS, THAIS C. dos
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10124
• topic: dosimetry; radiation dose units; electromagnetic radiation; semiconductor detectors; li-drifted si detectors; radiation hardening; silicon diodes; electron beams; beam scanners; zone melting; czochralski method; epitaxy; crystal growth methods

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de sistemas dosim??tricos baseados em diodos especiais de Si, resistentes a danos de radia????o, para monitora????o online de processos de irradia????o com el??trons de 1,5 MeV de energia e para dosimetria relativa e escaneamento de feixe de el??trons cl??nicos dentro de uma faixa de energia de 6 a 21 MeV. Os diodos utilizados foram produzidos pelos m??todos de fus??o zonal padr??o (FZ), Czochralski em presen??a de um campo magn??tico (MCz) e crescimento Epitaxial (EPI). Para utilizar os diodos como detectores, eles foram fixados em uma base de alumina permitindo a liga????o dos eletrodos de polariza????o e de extra????o de sinais. Ap??s a montagem na base, cada diodo foi fixado em uma sonda acr??lica preta dotada de uma janela de Mylar?? aluminizado e de conector do tipo LEMO??. Com os dispositivos operando em modo fotovoltaico, a integra????o dos sinais de corrente em fun????o do tempo de irradia????o permitiu obter a carga produzida no volume sens??vel de cada diodo irradiado. O acelerador de el??trons utilizado para as irradia????es de doses altas foi o DC 1500/25/4 - JOB 188 de 1,5 MeV instalado no Centro de Tecnologia das Radia????es do IPEN/CNEN-SP. Foram estudados o perfil da corrente em fun????o do tempo de exposi????o, a repetibilidade de resposta, a sensibilidade em fun????o da dose absorvida e a curva resposta de cada dispositivo. Foi observada uma queda na sensibilidade mais acentuada para o diodo MCz do que para o diodo FZ e uma boa repetibilidade nos dois casos. Ainda, o aumento da carga com a dose absorvida obedeceu a uma fun????o polinomial de segunda ordem. Na caracteriza????o do diodo EPI, ele exibiu melhor repetibilidade que a obtida por dos??metros CTA, rotineiramente aplicados em processamento por radia????o. Os resultados acima descritos indicam a potencial utiliza????o desses diodos de Si resistentes a danos de radia????o em dosimetria online para aplica????es envolvendo elevadas doses. Para as irradia????es de doses baixas foram utilizados os Aceleradores Lineares KD2 e Primus, ambos fabricados pela Siemens e instalados no Hospital S??rio-Liban??s. A resposta dos diodos foi avaliada para energias de 6 a 21 MeV. Foram estudados: a repetibilidade de resposta, a curva dose-resposta em fun????o da dose absorvida, a sensibilidade em carga com a energia do feixe de el??trons, a porcentagem de dose profunda (PDP) e o perfil transversal de dose. Apesar da resposta dos diodos FZ, MCz e EPI serem levemente dependentes da energia do feixe de el??trons, a resposta dosim??trica, em todo o intervalo de energia de feixe estudado, mostrou-se linear. Ainda, em rela????o aos diodos epitaxiais, os dispositivos estudados mostraram excelente acordo com simula????es de Monte Carlo e medi????es realizadas com MatriXX??, demonstrando que os dispositivos podem ser usados como dos??metros em el??trons radioter??picos para escaneamento de varredura de feixe, mapeamento de distribui????es de dose de feixes, monitoramento rotineiro da const??ncia do fator calibra????o e dosimetria relativa.