Uso do Método de Monte Carlo para caracterização adicional de materiais para aplicação em blindagem de fótons

Abstract

As blindagens são uma parte fundamental na radioproteção. A construção de curvas de transmissão para um material utilizado como blindagem é importante para a definição da espessura necessária da blindagem. O principal objetivo deste trabalho é desenvolver um método para caracterizar novos materiais para blindagem de fótons usando a ferramenta computacional Geant4. As amostras irradiadas, denominadas Traço A, B e C, foram produzidas no Laboratório de Resistência de Materiais da UCPel. As validações experimentais de caracterização das amostras foram realizadas pelo teste da camada semirredutora (CSR), medida de kerma e medidas de Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS), sendo os dois primeiros validados por meio de simulações. Os resultados de RBS e do imageamento mostraram a influência da granularidade dos agregados do concreto na homogeneidade e reprodutibilidade das amostras. A validação da aplicação foi feita por meio da verificação dos espectros teóricos e simulados, da geometria de radiação e caracterização do material. Os espectros teóricos e simulados foram validados por testes estatísticos, sendo considerados equivalentes. A geometria de radiação foi validada utilizando um visualizador e as ferramentas de verificação da geometria disponibilizadas pelo Geant4. Espera-se, com esses resultados, fazer medidas experimentais e criar curvas de transmissão simuladas para aplicações na radiologia diagnóstica e radioterapia.

X-rays shieldings are a fundamental part of radioprotection. The built of the transmission curves for a material used as shielding is important in defining the required shielding thickness. The main goal of this work is to develop a method to characterize new materials for photon shielding using the computation tool Geant4. The irradiated samples, called "Traço A”, “Traço B” and “Traço C", were produced at the Materials Resistance Laboratory of UCPel. Experimental validations of sample characterization were performed using the half-value layer (HVL), kerma measurements and Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) measures, the first two being validated by simulations. RBS results and imaging tests showed the influence of the granularity of concrete aggregates on the homogeneity and reproducibility of the samples. Application validation was performed by comparing theoretical and simulated spectra, radiation geometry and material characterization. Theoretical and simulated spectra were validated by statistical tests being considered equivalent. Radiation geometry was validated using a viewer and geometry verification tools provided by Geant4. With these results, it is expected to make experimental measures and create simulated transmission curves for radiology and radiotherapy applications.