Avaliação de um sistema de detecção de radiações ionizantes utilizando diodo PIN para controle de fontes orfãs

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Jakubiak, Raisa Requi
• Orientador(a): Faria, Rubens Alexandre de
• Banca de defesa: Miquelin, Charlie Antoni , Burkarter, Ezequiel , Faria, Rubens Alexandre de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Detectores; Radiação; Diodos; Raios X - Medição; Radiação - Medidas de segurança; Radiation - Safety measures; Resíduos radioativos; Detectors; Radiation; Diodes; X-rays - Measurement; Radioactivity - Measurement; Radioactive wastes
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23576

O contrabando de materiais radioativos e nucleares é um problema enfrentado pelas agências de inteligência e polícias do mundo todo desde a década de 1990. A segurança física de materiais radioativos e nucleares tem a detecção como um de seus pilares. Nesse sentido, o presente trabalho apresenta a avaliação da capacidade de um sistema baseado em diodo PIN em detectar radiação gama proveniente do decaimento de isótopos radioativos, para posterior aplicação como equipamento auxiliar da segurança pública em treinamentos e detecção de fontes órfãs. Foram testados seis diodos, escolhidos com base no pico de sensibilidade e na janela de absorção, compatíveis com as faixas energéticas estudadas – raios X e raios gama. Os sensores foram expostos a quatro situações diferentes: raios X na faixa de diagnóstico, com várias combinações de tensão (kV) e corrente (mAs), para confirmação de que o sistema estava operando de forma adequada; pulsos de raios X de um gerador industrial, com caráter qualitativo; fontes didáticas de Am-241, Na-22, Sr-90 e Co-60 e, finalmente, fontes comerciais de Cs-137 e Ir-192. Foi possível caracterizar a detecção de fótons na faixa dos raios X para todas as combinações kV e mAs, para 100% dos diodos testados. Nas medições com radioisótopos, contudo, fica claro que o sistema não é capaz de detectar fótons gama originados no decaimento radioativo dos materiais analisados. Apesar de alguns picos de tensão serem observados, não é possível caracterizá-los como detecção devido à natureza aleatória das leituras. O problema foi atribuído, inicialmente, à baixa atividade das fontes didáticas analisadas. Contudo, após medições com o irradiador industrial de Ir-192, atribuiu-se o problema à natureza do silício como detector de raios gama. Finalmente, este estudo conclui que o sistema avaliado pode ser utilizado para medições com raios X, mas não apresenta sensibilidade suficiente para ser utilizado no rastreamento de radionuclídeos.