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Title: Caracterização de argamassas de barita como blindagens contra a radiação X e determinação experimental dos coeficientes de atenuação desses materiais.
Authors: Almeida Junior, Airton Tavares de
metadata.dc.contributor.advisor: Araújo, Fernando Gabriel da Silva
Keywords: Espectros eletrônica
Fótons
Espectroscopia de raio X
Issue Date: 2014
Citation: ALMEIDA JUNIOR, Airton Tavares de. Caracterização de argamassas de barita como blindagens contra a radiação X e determinação experimental dos coeficientes de atenuação desses materiais. 2014. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2014.
Abstract: Os serviços de radiodiagnósticos, durante sua fase de construção, utilizam materiais de blindagens, afim de proteger o ambiente e as pessoas contra as radiações ionizantes. Dentre os materiais utilizados como barreiras protetoras, encontram-se o chumbo, o concreto e a barita. Porém, a argamassa de barita, material composto por cimento, areia, água e sulfato de bário, é a mais utilizada em virtude de apresentar algumas vantagens, tais como: alta eficiência como materiais atenuadores, aplicação de fácil manuseio, facilidade de ser encontrada no mercado nacional e baixo custo. No Brasil existem diversas ocorrências naturais de barita, sendo sua utilização, como blindagens, realizada independente do conhecimento de suas características de composição e poder de atenuação frente aos feixes de raios-X diagnósticos. Assim, com o intuito de conhecer suas propriedades, foram caracterizadas, neste trabalho, três tipos de argamassas de barita como materiais de blindagens contra a radiação X: a barita creme (densidade 2,99 g/cm3, proveniente do Estado de São Paulo), a barita roxa (densidade 2,95 g/cm3, proveniente do Estado da Bahia) e a barita branca (densidade 3,10 g/cm3, proveniente do Estado da Paraíba). As classificações mineralógicas das baritas estudadas foram obtidas utilizando um equipamento cicloclassificador e as análises químicas foram realizadas mediante o uso de um espectrômetro de fluorescência de raios X. Para determinar suas características de atenuação, as argamassas de barita foram confeccionados em placas quadradas, denominados corpos de prova, cujas dimensões foram (10 x 10) cm e espessuras variando aproximadamente entre 3 e 15 mm. O experimento foi realizado utilizando feixes de raios X padronizados segundo as qualidades de referência: RQR4, RQR6, RQR9 e RQR10, especificadas na norma IEC 61267. Os espectros incidentes e transmitidos através das placas foram determinados mediante a utilização de um sistema de espectrometria constituído por um detector CdTe. A partir dos espectros corrigidos, foram determinados os valores das camadas semirredutoras (CSR) e os coeficientes de atenuação linear de cada material para cada energia média dos feixes de raios X e obtidos, por meio de fatores de conversão, os espectros de kerma no ar (K), dose efetiva (E) e equivalente de dose ambiental (H*).
metadata.dc.description.abstracten: This work addresses the characterization of barite mortars used as x-ray shielding materials through the following quantities: mass attenuation coefficient, air kerma, effective dose and ambient dose - H*(10). These shieldings were used in experimental measurements with the use of x-ray beams ranging from 60 to 150kV at the energy interval applied for radiodiagnostic. The semi reducer layers of the mortars were determined for each beam of radiation and mean energy at aforementioned energy interval of the incident spectra and transmitted to the mortars. The experiment was carried out with the use of the following reference qualities: RQR4, RQR6, RQR9 e RQR10, specified in accordance with norm IEC 61267: Medical diagnostic x-ray equipment – Radiation conditions for use in the determination of characteristics, (IEC, 2005). The values determined experimentally for the attenuation coefficient were compared with the theoretical data obtained through the WinXcom computer programmer through the use of the atomic composition of the shielding materials applied in this study. They were: Cream barite (density 2.99g/cm3, collected in the state of São Paulo), Purple barite (density 2.95g/cm3, collected in the state of Bahia) and White barite (density 3.10g/cm3, collected in the state of Paraiba). These materials, in the form of mortar, were disposed in the form of squares namely poof bodies, whose dimensions were 10 x 10 cm and thickness ranging from 3 to 15 mm approximately. These plates of barite had different compositions namely traces, which were obtained through the modification of the percentage of the components in the mixture (%cement, %sand, %water, %BaSO4). In the experimental procedure, these proof bodies were irradiated with a PANTAK, model HF320 industrial x-ray apparatus. The potentials applied to the respective X-ray tube were: 60kV, 80kV, 120kV and 150kV at a constant current of 1mA. The measurements of the spectra were carried out with the use of a system consisting of: a detector CdTe, a pre amplifier, an amplifier, a high voltage source, and a multi-channel analyzer. The mineral classifications of the materials studied were acquired through the cycle -classifier equipment. The chemical analysis was carried out by an x-ray fluorescence spectrometer model EDX-720, through dispersive energy. The attenuation responses in function of thickness, for each of the materials analyzed, were used to draw the attenuation and transmission curves. The efficiency of the barites studied concerning the capacity to attenuate x-ray radiation for x-ray beams ranging from 60 to 150 kV indicated satisfactory results when compared to the properties of lead as a shielding material.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/5674
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 20/08/2014 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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