Projeto e desenvolvimento de sistema de posicionamento automatizado para simulação de fonte de radiação infinita e calibração de detectores de radiação

• Autor(a) principal: Diego de Carvalho Drummond Salvador
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/44144
• topic: Arduino; Detector de radiação; Calibração de detectores de radiação; Prototipagem; Monte Carlo; Engenharia nuclear; Detectores de radiação nuclear; Monte Carlo, Método de; Prototipagem rápida

A simulação computacional com o método Monte Carlo vem sendo usada por pesquisadores em diversos trabalhos relacionados à interação da radiação com a matéria. A fim de validar os resultados destas simulações, é necessário obter dados experimentais reais para que possam ser comparados com os resultados da simulação. Existe, porém, uma dificuldade em obter dados experimentais em laboratórios para casos em que a fonte de radiação tem dimensões maiores do que as fontes de laboratório, que são normalmente bem pequenas. O objetivo deste trabalho foi projetar, construir, programar e testar um protótipo de um equipamento que faz deslocamentos automatizados muito precisos para mudar a distância linear e o ângulo entre um conjunto de fonte e detector, com intuito de poder simular experimentalmente uma fonte de grandes dimensões a partir de uma fonte puntual de laboratório. Com diferentes medições da taxa de dose em diferentes posições, é possível interpretar a somatória dessas medições como o valor que seria lido pelo detector, caso a fonte de radiação tivesse dimensões maiores. O protótipo foi projetado em CAD, tendo diversos componentes impressos com utilização de impressora 3D. Para a operação do protótipo, utilizou-se motores de passo controlados por placas Arduino. O microcontrolador do Arduino foi programado utilizando-se linguagem de programação baseada em C/C++. Devido à precisão do deslocamento, o protótipo também pode ser usado para calibração de detectores de radiação. Para tal, é apenas necessário utilizar a função de deslocamento linear para posicionar precisamente o conjunto fonte e detector. Com uma fonte de laboratório conhecida, é possível ajustar o fator de calibração do detector para que a leitura esteja de acordo com o esperado para aquela fonte na distância determinada. O protótipo foi testado para garantir uma alta precisão no posicionamento. Para o deslocamento linear obteve-se precisão de 1 milímetro nos deslocamentos, enquanto no deslocamento angular obteve-se precisão de 0,4°. O protótipo foi usado para obtenção de dados experimentais com um conjunto de fonte e detector, os quais poderão já ser usados em outros trabalhos para validar resultados de simulações computacionais utilizando o método Monte Carlo.